Речная гидроэлектростанция

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ гидростанции на участках реки, в зависимости от потребности потребителей. Речная электростанция содержит корпус в виде металлического каркаса из вертикальных стержней 1, скрепленных между собой горизонтальными стержнями 2, к которым прикреплены клиновые обтекатели 3 и 4, установленные относительно друг друга с таким расчетом, чтобы между ними образовалась полуцилиндрическая полость 5 ,лопастную турбину 13 с осью 12, размещенные над уровнем воды реки муфты 16, 18, редуктор 17 и генератор 19. Корпус прикреплен к платформе 6 с понтонами 7. Ось вращения турбины 12 закрепляется в установленном на платформе 6 поворотно-опорном механизме 10, обеспечивающим горизонтальное или вертикальное положение оси 12 турбины 13 в зависимости от сезона времени года. В зимнее время года ось 12 имеет вертикальное положение, а в летнее - горизонтальное.(72) Дробинский Александр Васильевич Змазнева Наталья Олеговна Саворовский Владислав Сергеевич(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инновационный Евразийский университет(57) Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии набегающего потока воды в электрическую, в частности к гидроэлектростанциям, и может быть использовано для электроснабжения близлежащих потребителей. Технический результатом является обеспечение круглогодичной работы, возможность размещения Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии набегающего потока воды в электрическую, в частности к гидроэлектростанциям, и может быть использовано для электроснабжения близлежащих потребителей. Известна гидроэнергетическая установка малой мощности (Патент на полезную модель РФ 76397,03 7/00, опубл. 20.09.2008), содержащая водяное колесо, имеющее барабан с жестко прикрепленными боковыми стенками и лопатками, загнутыми против движения потока воды, жестко соединенный спицами со ступицей, закрепленный на опорах,электрогенератор,связанный посредством редуктора с водяным колесом, выполненную с уклоном к водяному колесу безнапорную водоподводяшую и безнапорную водоотводяшую системы,Недостатком известной установки является низкая эффективность, за счет потери части потенциальной энергии по причине пролития и преждевременного убытка воды из лопаток водяного колеса, сложность конструкции, высокая стоимость,обусловленная необходимостью строительства водоподводящей системы. Известна гидроэлектростанция (Патент РФ 2171910 03 7/00 опубл. 10.01.2001 г.),содержащая сооружение,установленное в центральной части русла реки, состоящее из фундаментной плиты, боковых стен с конфузорным и диффузорными каналами для входа и выхода потока воды, в одной из боковых стен секторный полукруглый вырез под полое гидроколесо с лопастями, установленными под углом к радиусу по периферии колеса и кинематически связанного через редуктор с электрогенератором, перекрытия с помещением для них над местом установки гидроколеса. Перед водозабором сооружение имеет ледорезную опору и бонные сети. Недостатком гидроэлектростанции является сложность конструкции, вьюокая стоимость сооружения, отсутствие мобильности, низкое удобство обслуживания. Наиболее близким по достигаемому результату и технической сущности к заявляемому изобретению является речная береговая гидроэлектростанция(Патент РФ 2020260, 603 7/00, опубл. 30.09.1994 г.), содержащая корпус, выполненный в виде бетонированного берега,наполовину размещенную в корпусе лопастную турбину,расположенную на оси, установленную в бетонном основании корпуса. Корпус снабжен направляющими, размещенными за колесом ниже по течению реки, и перегородкой с поплавками. Перегородка установлена с возможностью перемещения по направляющим. Ось турбины расположена вертикально. Муфта и генератор размещены над уровнем реки. Ширина лопастей турбины выполнена больше разности максимального и минимального уровней реки. Недостатком конструкции является низкая эффективность работы гидроэлектростанции за счет сравнительно медленного течения реки у берега и уменьшение потока воды, поступающего на лопасти 2 турбины при снижении уровня воды в реке,невозможность работы в зимних условиях,сложность конструкции, высокая стоимость, Кроме того к недостатку следует отнести то, что выполнение корпуса в виде бетонированного корпуса не позволяет перемещать гидроэлектростанцию по реке на другое место вблизи потребителя. В связи с этим поставлена задача - разработать мобильную конструкцию гидроэлектростанции небольшой мощности, эффективно работающую в летних и зимних условиях. Техническим результатом является обеспечение круглогодичной работы, возможность размещения гидростанции на участках реки, в зависимости от потребности потребителей. Это достигается за счет того, что в известной речной электростанции,содержащей корпус, лопастную турбину с осью,размещенные над уровнем воды реки муфту и генератор, предлагается корпус, выполнить в виде металлического каркаса,прикрепленного к платформе с понтонами, и дополнительно снабдить обтекателями, установленными относительно друг друга с таким расчетом, чтобы между ними образовалась полуцилиндрическая полость. Ось вращения турбины закрепляется в установленном на платформе поворотно-опорном механизме,обеспечивающим горизонтальное или вертикальное положение оси турбины. Между муфтой и генератором размещается редуктор. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена речная гидроэлектростанция при зимнем варианте работы,вид сбоку. На фиг.2 изображена речная гидроэлектростанция при зимнем варианте работы,вид сверху. На фиг.3 изображена,речная гидроэлектростанция при летнем варианте работы,вид сзади, со стороны уходящего потока воды. На фиг.4 изображена,речная гидроэлектростанция при летнем варианте работы,вид сверху. Корпус речной гидроэлектростанции,представляет собой металлический каркас,выполненный из вертикальных стержней 1,скрепленных между собой горизонтальными стержнями 2, к которым прикреплены клиновые обтекатели 3 и 4, установленные относительно друг друга с таким расчетом, чтобы между ними образовалась полу цилиндрическая полость 5. Корпус, посредством стержней 1, прикреплен к платформе 6 установленной на понтонах 7. На платформе 6 имеется вырез 8, стойки крепления 9 опорно-поворотного механизма 10 и опорная подшипниковая стойка 11, с возможностью е поворота вдоль или поперек горизонтального выреза 8. В опорно-поворотном механизме 10 закреплена ось вращения 12 лопастной турбины 13 с подшипниками 14, 15. В зимнее время года ось 12 имеет вертикальное положение, а в летнее горизонтальное. На оси 12 жестко закреплена муфта 16,соединенная с редуктором 17. Редуктор 17 посредством муфты 18 соединен с электрическим генератором 19. Лопасти 20 турбины 13 изогнуты против течения потока воды, установлены равномерно по периферии между двумя дисками 21 жестко закрепленными на оси 12. Между клиновыми обтекателями 3 и 4 стержнями 22 прикреплен упорный подшипниковый узел 23. Распределительный щит 24 соединен с электрическим генератором 19 кабелем 25. Речная гидроэлектростанция работает следующим образом. При зимнем варианте работы ось 12 лопастной турбины 13 устанавливается в вертикальное положение (фиг.1, 2), при этом турбина размещается ниже нижней кромки возможного ледяного покрова. Поток воды поступает на изогнутые лопасти 20 и на клиновой обтекатель 3. Обтекателем 3 увеличивается скорость потока воды, набегающего на лопасти 20, в рабочей части турбины 13, в которой направление вращения турбины 13 совпадает с направлением движения потока воды. В нерабочей части турбины 13 лопасти 20 вращаются против направления течения воды в реке. В этой части турбины наличие обтекателя 3 и полуцилиндрической полости 5 снижает скорость течения воды, а изогнутый профиль концов лопастей 20 уменьшает ее лобовое сопротивление. В рабочей части турбины 13 силы основного потока воды и потока воды направляемого клиновым обтекателем 3 действуют согласно по всей длине изогнутых лопастей 20. Возникающие силы создают вращающий момент на оси 12, приводя ее во вращение. Наличие обтекателей 3,4,полуцилиндрической полости 5 и изгиб концов лопастей 20 по ходу вращения, приводит к повышению полезного использования энергии потока воды в рабочей части турбины 13. При летнем варианте работы речной гидроэлектростанции (фиг. 3,4) ось 12 лопастной турбины 13, редуктор 17 и электрический генератор 19 устанавливаются в горизонтальное Положение. Турбина 13 находится в вертикальном положении, и поток воды воздействует на лопасти 20, лишь во 4 время их нахождения в водной среде. После выхода из воды на лопасти 20 воздействует воздушная среда,тормозящее действие которой незначительное. Эффективность преобразования энергии потока воды в полезную работу при летнем варианте работы гидроэлектростанции выше,вследствие меньшего тормозящего действия воздушной среды на лопасти 20. Мобильность речной гидроэлектростанции обеспечивается ее плавучестью, что позволяют транспортировать ее по воде к месту установки для эксплуатации. Размещение оборудования на платформе, над уровнем реки, создает удобства для обслуживания. В месте дислокации платформу речной гидроэлектростанции необходимо закрепить якорями и тросами. Для изготовления гидроэлектростанции используются не дорогостоящие материалы и изделия заводского изготовления. Преимущество использования предлагаемой гидроэлектростанции заключается в максимальном использовании энергии потока воды, в ее мобильности, в эффективной выработке электрической энергии в летних и зимних погодных условиях, в простоте конструкции, низкой стоимости, применении изделий заводского изготовления. Изобретение может быть использовано как экологически чистый альтернативный источник энергии для электроснабжения бытовых потребителей на территориях, вблизи рек. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Речная гидроэлектростанция, содержащая корпус,лопастную турбину с осью, размещенные над уровнем воды реки муфту и генератор,отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде металлического каркаса,прикрепленного к платформе с понтонами, и дополнительно содержит обтекатели, установленные относительно друг друга с таким расчетом, чтобы между ними образовалась полуцилиндрическая полость, при этом ось вращения турбины закреплена в установленном на платформе поворотноопорном механизме,обеспечивающим горизонтальное или вертикальное положение оси турбины. 2. Речная гидроэлектростанция по п.1 отличающаяся тем, что между муфтой и генератором размещен редуктор.