БЕСПЛОТИННЫЙ ГИДРОАГРЕГАТ, ПРИВОДИМЫЙ В ДВИЖЕНИЕ РЕЧНЫМ ПОТОКОМ
RIVER HYDRAULIC UNIT ACTUATED WITH RIVER FLOW

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к силовым агрегатам, приводимым в действие потоком текущей среды, и может быть использовано для преобразования энергии текущей среды, например потока рек, в электрическую.
Известен бесплотинный гидроагрегат, приводимый в действие речным потоком, содержащий плавучее основание в виде катамарана, на котором закреплена активная турбина, выполненная в виде размещенного наклонно к речному потоку бесконечного ленточного конвейера с закрепленными на его ленте лопастями и электрогенератор, кинематически связанный с бесконечным ленточным конвейером, причем каждая лопасть выполнена в виде ковша, способного складываться и ложиться на конвейерную ленту при переходе с рабочей на холостую ветвь бесконечного ленточного конвейера и имеющего на внешней поверхности карман для автоматического подъема лопасти потоком среды при переходе ее из холостого в рабочее положение (RU №2269672 С1, 10.02.2006, F03B 9/00).
Известный гидроагрегат не берет всю энергию текущей среды, так как его бесконечный ленточный конвейер установлен под углом к потоку и он имеет холостую ветвь, не участвующую в работе.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому (прототипом) является бесплотинный гидроагрегат, приводимый в движение речным потоком, содержащий несущий каркас с активной турбиной, выполненной в виде бесконечного конвейера, размещенного поперек потока и имеющего два вала, охваченных гибким тяговым элементом с лопастями, установленными с возможностью их поворота и фиксации, а на несущем каркасе размещен электрогенератор, кинематически связанный с одним из валов бесконечного конвейера, причем валы бесконечного конвейера расположены поперек потока, а рабочие ветви бесконечного конвейера, на которых закреплены лопасти, расположены одна за другой (RU 2166664 С1, 10.05.2001, F03D 5/02).
Расположение валов бесконечного конвейера поперек потока текущей среды влечет потерю мощности гидроагрегата, так как области перехода лопастей с одной ветви на другую не участвуют в работе, что значительно уменьшает суммарную рабочую поверхность лопастей. Кроме того, при расположении ветвей бесконечного конвейера друг за другом по направлению к потоку также снижает мощность силового агрегата из-за снижения энергии потока после его прохождения первой ветви.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы увеличить суммарную рабочую поверхность лопастей и воздействие на них речного потока, что позволит значительно увеличить мощность силового агрегата.
Поставленная задача решается тем, что в бесплотинном гидроагрегате, приводимом в движение речным потоком, содержащем несущий каркас с активной турбиной, выполненной в виде бесконечного конвейера, размещенного поперек потока и имеющего два вала, охваченных гибким тяговым элементм с лопастями, установленными с возможностью их поворота и фиксации в заданном положении, а на несущем каркасе размещен электрогенератор, кинематически связанный с одним из валов бесконечного конвейера, согласно изобретению гидроагрегат снабжен дополнительным гибким тяговым элементом, охватывающим валы, расположенные вдоль речного потока, и поперечными опорами, соединяющими между собой гибкие тяговые элементы, лопасти установлены на осях, закрепленных на поперечных опорах, а между ветвями бесконечного конвейера установлен делитель речного потока.
Делитель речного потока выполнен в виде прямоугольной пластины, прикрепленной боковыми кромками к валам бесконечного конвейера посредством подшипниковых опор.
Максимальное воздействие речного потока на все лопасти бесконечного конвейера достигается за счет расположения его валов вдоль речного потока и установки лопастей на осях, закрепленных на поперечных опорах, соединяющих между собой гибкие тяговые элементы бесконечного конвейера, при этом лопасти на участках перехода от одной ветви на другую также участвуют в работе, так как их угол наклона по отношению к потоку остается неизменным. Кроме того, размещение ветвей на разных уровнях по высоте позволяет расширить фронтальное воздействие речного потока на гидроагрегат и увеличить его мощность.
Наличие делителя речного потока исключает соприкосновение встречно движущихся потоков, образующихся при движении ветвей бесконечного конвейера, что снижает сопротивление движению лопастей активной турбины и также позволяет увеличить мощность силового агрегата.
Сущность изобретения поясняется описанием его конструкции и чертежами, где
на фиг.1 схематично изображен бесплотинный гидроагрегат, приводимый в движение речным потоком;
на фиг.2 - то же, вид А.
Бесплотинный гидроагрегат, приводимый в движение речным потоком, содержит несущий каркас 1 с активной турбиной, выполненной в виде бесконечного конвейера, размещенного поперек речного потока. Бесконечный конвейер имеет два вала 2 и 3, расположенных вдоль потока и охваченных гибкими тяговыми элементами 4 и 5, выполненными, например, в виде тросов или цепей. Гибкие тяговые элементы 4 и 5 соединены между собой с помощью поперечных опор 6. На поперечных опорах 6 закреплены оси 7, на которых с возможностью поворота установлены лопасти 8. В рабочем положении лопасти 8 расположены под углом к направлению потока и зафиксированы относительно поперечных опор 6, например, болтовым соединением (на чертеже не показано). Между ветвями бесконечного конвейера установлен делитель речного потока, выполненный, например, в виде прямоугольной пластины 9, прикрепленной боковыми кромками к валам 2 и 3 бесконечного конвейера посредством подшипниковых опор 10. На несущем каркасе 1 размещен электрогенератор 11, кинематически связанный, например, цепной передачей 12 с одним из валов бесконечного конвейера (на фиг.1 электрогенератор 11 связан с валом 2).
Бесплотинный гидроагрегат, приводимый в движение речным потоком, работает следующим образом.
Несущий каркас 1 посредством плавающего средства или донного фундамента (на чертеже не показано) фиксируют в русле реки, устанавливая бесконечный конвейер поперек потока текущей среды и направляя его валы 2 и 3 вдоль потока. При этом лопасти 8 направляют под углом к речному потоку.
Текущая среда воздействует на лопасти 8, закрепленные с помощью осей на поперечных опорах 6, которые соединяют между собой гибкие тяговые элементы 4 и 5. Лопасти 8 под воздействием речного потока начинают перемещаться, а гибкие тяговые элементы 4 и 5, охватывающие валы 2 и 3, приводят их во вращение. Лопасти 8, движущиеся на участках перехода от одной ветви на другую, также участвуют в работе. Делитель речного потока, в конкретном примере выполненный в виде прямоугольной пластины 9, прикрепленной боковыми кромками к валам 2 и 3 посредством подшипниковых опор 10, препятствует соприкосновению встречно направленных потоков, образующихся при движении лопастей 8, закрепленных на разных ветвях бесконечного конвейера.
Вращение вала 2 через цепную передачу 12 передается на электрогенератор 11, преобразуя энергию речного потока в электрическую.
Расположение валов 2 и 3 бесконечного конвейера вдоль потока текущей среды и установка лопастей 8 на осях 7, закрепленных на поперечных опорах 6, соединяющих между собой гибкие тяговые элементы 4 и 5 бесконечного конвейера, дает возможность добиться максимального воздействия речного потока на все лопасти 8. Такое закрепление лопастей 8 на гибких тяговых элементах 4 и 5 позволяет добиться участия в работе лопастей 8, движущихся на участках перехода от одной ветви на другую, так как их угол наклона по отношению к потоку остается неизменным.
Кроме того, размещение ветвей на разных уровнях по высоте позволяет расширить фронтальное воздействие речного потока на активную турбину гидроагрегата, а наличие делителя потока, расположенного между ветвями, снижает сопротивление движению лопастей 8.
По сравнению с прототипом заявляемое изобретение позволяет увеличить суммарную рабочую поверхность лопастей, на которую воздействует поток текущей среды, снизить сопротивление движению лопастей и значительно увеличить мощность силового агрегата.