Результат интеллектуальной деятельности: ПОГРУЖНАЯ СВОБОДНОПОТОЧНАЯ МИКРОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к конструкции свободнопоточных микрогидроэлектростанций, преобразующих кинетическую энергию свободного потока воды в электрическую.

Известна погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция (патент RU 2148184 С1, кл. F03B 13/00, опубл. 27.04.2000 г.). Устройство предназначено для преобразования кинетической энергии свободного потока воды в электрическую. Микрогидроэлектростанция содержит гидротурбину с горизонтальной осью вращения, соединенную с погруженным в воду герметизированным электрогенератором. В качестве электрогенератора использован низкоскоростной генератор, вал которого соединен непосредственно с валом гидротурбины, выполненной из отдельных секций, смонтированных в подшипниковых опорах. Каждая секция содержит одну или более лопастей, смещенных относительно друг друга на равный угол.

Недостатком известного устройства является вибрация и неравномерность вращения вала гидротурбины. Применение жесткозакрепленных лопастей на раме не обеспечивает устойчивости к вибрациям, так как под влиянием турбулентного характера движения водных потоков лопасти передают колебания на вал турбины и вал генератора, в результате чего микрогидроэлектростанция может отклоняться от положения, при котором эффективность выработки электроэнергии наиболее высока.

Задача изобретения заключается в усовершенствовании конструкции крепления ортогональных лопастей турбины с целью увеличения устойчивости к вибрациям и повышения эффективности работы свободопоточной погружной микрогидроэлектростстанции, которые вызваны турбулентным характером движения потоков воды. Колебания снижают КПД установки. Их демпфирование позволяет минимизировать отклонения турбины от положения, при котором эффективность выработки электрической энергии наиболее высока.

Технический результат достигается тем, что в погружной свободнопоточной микрогидроэлектростанции, включающей лопасти, герметизированный электрогенератор, соединенный с гидротурбиной с горизонтальной осью вращения, согласно изобретению, на валу гидротурбины жестко установлена рама, к которой закреплена ортогональная лопасть, при этом верхняя часть лопасти закреплена подвижно с помощью скользящего подшипника, а нижняя - при помощи пружины, одна сторона которой установлена в раме, а другая - в лопасти.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена конструкция крепления ортогональной лопасти гидротурбины. На валу 1 гидротурбины жестко закреплена рама 2 гидротурбины. К раме 2 крепится ортогональная лопасть 3, верхняя часть которой закреплена подвижно с помощью скользящего подшипника 4, а нижняя крепится при помощи пружины 5, которая одной стороной вставляется в небольшое отверстие 6, сделанное в раме 2 гидротурбины, а другой стороной - в отверстие 7 ортогональной лопасти 3.

Погружная свободнопоточная микрогидроэлектростанция работает следующим образом. Поток воды за счет разности скоростей на внешней и внутренней стороне ортогональной лопасти 3 создает подъемную силу, вращающую вал 1 гидротурбины, соединенный с валом низкоскоростного генератора, который превращает кинетическую энергию вращения гидротурбины в переменный ток. Предложенная конструкция позволяет при поступлении неравномерных водных потоков на ортогональную лопасть 3 нижней части ортогональной лопасти 3 отклоняться от заданного положения на угол не более 30 градусов за счет пружины 5 и скользящего подшипника 4. После установления постоянной скорости водного потока ортогональная лопасть 3 возвращается в исходное положение.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет увеличить устойчивость агрегата к вибрациям и повысить эффективность работы свободнопоточной погружной микрогидроэлектростанции.