Гидроэлектростанция

(51) 03 13/12 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ конструкции подается струйным способом. Этот метод можно сравнить с капельным орошением земли, за счет чего расход воды уменьшается в несколько раз. Турбины, облегченные наподобие велосипедного колеса и выведены вне водного потока. Лопасти расположены по краям турбины перпендикулярно к струе воды. Воды попадая к лопастям обратного хода не имеет, кроме центробежных сил и притяжения земли. Предлагаемая гидростанция не имеет редуктора для увеличения скорости, вместо него предусмотрена звездочка снаружи турбины, за счет этого конструкция упрощается и ее вес уменьшается. В данной конструкции имеется накопитель воды,которая распределяет воду по соплам. В настоящее время проблема обеспечения дешевой электроэнергией отраслей экономики республики очень актуально и мы надеемся, что наше изобретение будет использоваться на практике.(72) Бейсенбин Кудайберген Рахымжанович Наурзалиев Нурмагамбет Абдуллаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Таразский государственный Университет им. М.Х. Дулати Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится гидротехнике. Предлагаемая гидроэлектростанция применяется труднодоступных районах без центрального электроснабжения, а также средних, крупных плотинах, где имеются ГЭС, она может дополнить их мощность до 30. Кроме того она может работать и без плотины. Если турбинам существующих гидростанций вода подавалась сплошным потоком, то у предлагаемой Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к конструкции гидроэлектрических станций. Предлагаемое автономное использование водной энергии предназначено для электроснабжения в труднодоступных районах без центрального электроснабжения, а также может работать в средних и крупных плотинах где имеется ГЭС, она может дополнить их мощность до 30. К тому же предлагаемая гидроэлектростанция может работать без плотины. Разработанные до настоящего времени ГЭС имеют некоторые недостатки. Нами были проведены краткий обзор разработанных до настоящего времени ГЭС с учтом некоторых недостатков. Наиболее близким аналогом является А.с. СССР 1300188 А 1, 20.03.1985. Реактивные турбины характеризуются плошностью подачи потока воды, протекающим одновременно через все межлопастные каналы. Поток при поступлении на лопасти рабочего колеса обладает избытком на выходе из него, т.е. весь располагаемый напор(потенциальная энергия) превращается в скоростную (кинетическую) энергию. На этих реактивных турбинах такие недостатки 1.Вода поступает со скоростью , из лопасти выходит со скоростью 2, здесь вода дает только касательную энергию (фиг. показано межлопастной канал, радиально-осевой турбины). Если этот канал рассмотреть отдельно, то по закону Бернулли. Скорость, которая подается к турбине меньше,чем выходящий из турбины 2. Это явление можно заметить, подходя к ГЭС, увидеть, как отходящая вода имеет избыток давления и скорость воды фонтаном бьет вверх. 2.Радиально-пропеллерная турбина на вертикальном валу весит около 10 тонн, диаметр 9 м. данная турбина при 30 расходе воде не крутится. Существующие активные турбины характеризуются тем, что поток воды действует только на часть их лопастей. Из-за попаданий струи воды на одни лопасти нужно увеличить жесткость лопастей. Это создает дополнительный вес колеса. Другие существующие гидроэлектростанции имеют общие недостатки. Для получения водной энергии обязательно нужно строить плотину, чтобы упорядочить подачу воды на турбину. Это самое главная, трудоемкая и наиболее дорогая часть гидроустановок. Плотины малых ГЭС не отличаются в принципе по своему устройству от плотин крупных гидроэлектростанции. Задача изобретения заключается в преобразовании автономной водной энергии в электрическую с целью повышения КПД и снижения веса и упрощения конструкции. Мы предлагаем гидроэлектростанцию оригинальной конструкции с автономным использованием водной энергии. Е можно собрать в небольших мастерских, готовую станцию при помощи крана можно установить на поток воды и она будет вырабатывать из автономно использованной водной энергии электрическую и это является техническим результатом. Сущность 2 изобретения заключается в том, что лопасти расположены по краям турбины перпендикулярно в струе воды размеры могут составить 1010 см. или 20 х 20 см. Вода попадая к лопастям обратного хода не имеет, кроме центробежных сил и притяжение земли. Предлагаемая конструкция не имеет редуктора для увеличения скорости, вместо него предусмотрена звздочка снаружи турбины, за счт этого гидроэлектростанция упрощается и вес уменьшается, поэтому мы считаем предлагаемая конструкция является весомым доказательством технического результата. Кроме того, в данной конструкции имеется накопитель воды, которая распределяет воду по соплам. В данной конструкции главную роль играет турбина (фиг. 1) на не по краям расположены лопасти. Также имеется накопитель воды, которая распределяет е по соплам. Принцип подачи воды в лопасти указан на (фиг. 2). В данном случае вода податся через сопел, и скорость поступающей воды увеличивается в 10 раз,площадь расхода воды уменьшается десятикратно. В нашем случае турбина выведена из воды и наружная часть не соприкасается, и это увеличит КПД. В природе вода по сезону имеет разные накопления,весной и осенью их много, а зимой мало, напор воды изменяется, соответственно скорость турбины набирает больше оборота, на этот случай работают разного вида регуляторы скорости турбин. В предлагаемой конструкции такие трудности отсутствуют, потому что в накопителе уровень воды неизменяется. Здесь струя воды на лопасти попадает перпендикулярно и создает до 100-ную отдачу водной энергии. Вода в лопастях остается до тех пор, пока с него не сползет или не стечет. Научная новизна предлагаемого изобретения - турбины,облегченные наподобие велосипедного колеса,лопасти расположены вместо покрышки и выведены в наружу воды, этот метод применяется впервые среди ГЭС. Общий вид предлагаемой гидроэлектростанции показан на фиг. 2. Если турбинам ГЭС вода подавалось плошностью потока воды, протекающей одновременно через все межлопастные каналы рабочего колеса, то у предлагаемой гидроэлектростанции струйные подачи воды на лопасти. Здесь вода подается только по краям турбины струйным методом, увеличивая крутящий момент. Такой метод впервые применяется,турбина расположена в горизонтальном положении и ее высота составляет от 30 см до 50 см. Она может снять водную энергию 3 3 потока воды от 0,2 м /сек до 20 м /сек. Конструкцию гидроэлектростанции можно изготовить в небольших мастерских, затем подняв краном,переместить в реку и она будет вырабатывать электроэнергию без плотины, только нужно обеспечить перепад 50 см. Тогда и можно весь поток воды направить на крайнее положение турбины, а лопасти можно установить на турбину наподобие велосипедного колеса, уменьшив вес конструкции. Турбины предлагаемой гидроэлектростанции в несколько раз легче, чем у существующих и они выведены наружу воды. Вода всегда находится на одном уровне за счт накопителя и скорость вращения турбины постоянная, а это главный фактор в отношении ГЭС. Цифровые обозначения конструктивных элементов приведены на чертеже (фиг. 1, 2, 3). На фиг. 1 приведена схема установки гидроэлектростанции на реке, где показаны цифровые обозначения конструктивных элементов 1-река, 2-лоток, 3 турбина, 4- ведущая звездочка подачи воды на турбину, 5 ведомая звездочка 6-генератор тока. На фиг. 2 показана 1-накопитель, 2-турбина, 3 рама. На фиг. 3 показана принцип подачи воды в лопасти 1-сопло гидроэлектростанция включает накопитель-1, турбину -2, раму-3 (фиг. 2), также лоток-2, ведущую -4 и ведомую -5 звездочки,генератор тока-6 (фиг. 1) и сопла -1 (фиг.2, 3). Если турбинам существующих гидроэлектростанции вода подавалось сплошным потокам, то у предполагаемой подается струйным способом. Этот метод можно сравнить с капельным орошением земли, за счет чего расход воды уменьшается в несколько раз. Струйная подача вода применялась к турбинам активно-ковшевых, но они имеют некоторые недостатки, здесь внутри сопла установлен игольчатый регулятор подачи воды, а сама вода поступает на скользящую поверхность ковша. В таких турбинах применяются несколько сопел и поэтому категория сложности растет, расход воды в каждом сопле должен быть одинаковым, при работе его определить трудно. Эти все трудности у предлагаемой конструкции отсутствуют за счет накопителя воды, благодаря ему вода всегда на одном уровне и сопла работают в постоянном режиме,а скорость турбины постоянная. Установленная снаружи турбины передача позволяет самой турбине служить вместо редуктора. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гидроэлектростанция, содержащая несущую раму,погруженную под уровень воды,установленный на ней горизонтальный ряд реактивных турбин, отличающаяся тем, что имеет накопитель воды и лопасти расположены по краям турбины перпендикулярно к струе воды и вместо редуктора для увеличения скорости предусмотрена звездочка снаружи турбины.