ПНЕВМОГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Полезная модель относится к ветро- и гидроэнергетике и может быть использована для целей электрификации небольших поселков, предприятий и фермерских хозяйств, а также в водоподъемных устройствах большой производительности для целей водоснабжения и орошения.
Известна ветрогидроаккумулирующая электростанция (ВГАЭС), содержащая водоподъемное устройство, соединенное с нижним бассейном, роль которого выполняет зона грунтовых вод, и верхним бассейном, роль которого выполняет резервуар, в верхней части которого расположен ветровой двигатель, соединенный с водоподъемным устройством, и ГЭС со сбросом отработанной воды в открытый водоем, соединенный с резервуаром (см. FR, заявка 2303178А; кл. 9/02, 1975 г.).
Наиболее близким техническим решением является ветрогидроаккумулирующая электростанция (см пат. RU №2114319, F03D 9/02, опубликовано 27.06.1998), включающая низконапорную ГЭС, сообщенную с верхним аккумулирующим бассейном, водоподъемное устройство, соединенное с нижним и верхним аккумулирующими бассейнами и резервуаром, в верхней части которого расположен ветровой двигатель, соединенный с элеваторами через редуктор, и резервуар, соединенный с высоконапорной подземной ГЭС. ВГАЭС снабжена водоподъемным устройством, выполненным в виде башни с резервуаром демпферного типа в надземной части и в виде скважин в подземной части с элеваторами, соединенными с ветровым двигателем через двухступенчатый редуктиор с переключаемыми зубчатыми передачами, причем элеваторы выполнены в виде шаровых поплавков-поршней, выполняющих роль подъемника воды, скользящих в вертикальных трубах-цилиндрах, имеющих створчатый затвор для промежуточной разгрузки воды. Низконапорная и высоконапорная подземная ГЭС и резервуар демпферного типа объединены в один блок с водоподъемным устройством, а работа ее осуществляется по двухступенчатой схеме.
Однако это устройство требует больших финансовых затрат при изготовлении, монтаже и эксплуатации, а в зимнее время система подачи воды приводит с обледенению и заклиниванию в подающей трубе.
Задача полезной модели - повысить надежность и уйти от излишних механизмов, снизить себестоимость и срок окупаемости.
Сущность полезной модели заключается в том, что пневмогидроэлектростанция, включающая гидротурбину с редуктором и генератором, накопители рабочей жидкости, соединенные трубопроводами, ветровую установку, которая соединена через компрессор с ресивером трубопроводом высокого давления, дополнительно включает третий накопитель рабочей жидкости, при этом все накопители с помощью трубопроводов высокого и низкого давления соединены между собой и гидротурбиной, на трубопроводе высокого и низкого давления установлены клапаны регулирования давления и очередности подачи воздуха и рабочей жидкости.
Технический результат: - замкнутый цикл использования рабочей жидкости, когда вода идет самотеком в рабочие объемы за счет того, что накопители рабочей жидкости находятся на уровне гидротурбины, это позволяет уйти от создания дополнительных узлов и механизмов, и систем для подачи рабочей жидкости в верхний рабочий объем гидроэлектростанции, тем самым, себестоимость одного кВ/ч энергии значительно меньше, так же уменьшаются затраты на установку узлов, что приведет к быстрой окупаемости.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Устройство содержит гидротурбину 1, соединенную с накопителями рабочей жидкости (НРЖ) 2, 3, 4. Гидротурбина 1 соединена с редуктором 5, к которому присоединен генератор 6. НРЖ 2, 3, 4 соединены с ресивером воздушным 7 на 50 атм. К ресиверу 7 присоединен ветряная установка 8 с компрессором 9. Гидротурбина 1 соединяется трубопроводом 10 слива отработанной жидкости в накопители (НРЖ) 2, 3, 4 и трубопроводом 11 рабочей жидкости под давлением 6 атм. От НРЖ 2, 3, 4. Накопитель рабочей жидкости 2 соединен с НРЖ 4 трубопроводом 12 передачи остаточного давления воздуха между ними. Трубопровод высокого давления 13 соединяет ресивер 7 с трубопроводом 14 НРЖ, на котором установлены клапаны передачи остаточного давления 15, 16, 17 между 2,3, 4 накопителями и клапаны давления 6 атм. 18, 19, 20. Редуктор давления (понижающий) 21 установлен на трубопроводе высокого давления 13. В НРЖ 2, 3, 4 на трубопроводе слива отработанной жидкости 10 установлены соответственно клапаны 22, 23, 24 для слива и заполнения, на трубопроводе 11 рабочей жидкости - клапаны подачи рабочей жидкости с давлением 6 атм. на гидротурбину соответственно 25, 26, 27 клапаны. От компрессора 9 к ресиверу 7 проходит трубопровод высокого давления 28. Для соединения 2 НРЖ с 3 устроен трубопровод 29, а для - 3 НРЖ с 4 - трубопровод 30. На трубопроводах 12, 29, 30 установлены предохранительные клапаны давления в НРЖ 2, 3, соответственно 31, 32, 33, они же датчики давления уровня жидкости. Работа осуществляется следующим образом:
1. Ветряная установка 8 накачивает воздух с помощью компрессора 9 в ресивер высокого давления 7. Включение и выключение работы ветряной установки 8 и компрессора 9 регулирует клапан 34. Через Трубопровод 10 НРЖ 2, 3, 4 заполнен рабочей жидкостью при этом в НРЖ 2, 3 давление 6 атм., а в НРЖ 4 - равно нулю.
Клапаны 15, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 27 закрыты.
2. Клапаны 24, 15 открыты, начинается работа накопителя жидкости 2, через трубопровод 11 рабочая жидкость поступает на гидротурбину Г;
Гидротурбина 1 вращает через редуктор 5 генератор 6, при этом вырабатывается электроэнергии.
3. Когда будет израсходовано 4/5 рабочей жидкости с НРЖ 2, открывается клапан 26 на трубопроводе 11 и клапан 19 на трубопроводе 14, одновременно закрываются клапан 25 на трубопроводе 11 и клапан 18 на трубопроводе 14, начинает работать НРЖ 3, открывается клапан 15 на трубопроводе 12, который передает остаточное давление в НРЖ 4 и через 20 секунд закрывается. Открывается клапан 20 на трубопроде 14 и клапан 22 на трубопроводе 10, при этом НРЖ 2 заполняется жидкостью, а НРЖ 4 заполняется воздухом до давления 6 атм.
Через клапан 22 по трубопроводу 10 жидкость поступает самотеком из гидротурбины 1 в НРЖ 2 и заполняет ее полностью.
4. Когда будет израсходовано жидкости 4/5 в НРЖ 3, открывается клапан 27 на трубопроводе 11, одновременно закрывается клапан 19 на трубопроводе 14, и клапан 26 на трубопроводе 11, работает НРЖ 4, а НРЖ 2 заполнен жидкостью, закрывается клапан 22 на трубопроводе 10 и открывается клапан 16 на трубопроводе 29, передает остаточное давление в НРЖ 2, через 20 сек. закрывается, открывается клапан 23 на трубопроводе 10, жидкость с гидротурбины 1 поступает в НРЖ 3.
Открывается клапан 18 на трубопроводе 14, НРЖ 2 готов к работе, цикл повторяется.