ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Полезная модель относится к плавающим гидроэлектростанциям, использующим энергию движущейся в реках воды.
Известна гидроэлектростанция, содержащая два жестко связанных поплавка, водонаправляющие стенки, образующими входной сужающий канал, турбины с лопастями, размещенными между поплавками на горизонтальном валу, кинематически связанном с электрогенератором, а также средства для фиксации установки в потоке воды. (SU 1788309, F03В 13/00, 1993).
Наиболее близким аналогом является гидроэлектростанция, содержащая силовые опоры, ось барабана, соединенную с опорами, пустотелый плавающий барабан, установленный на оси с возможностью вращения и оснащенный лопастями, электрогенератор, связанный передачей с барабаном, при этом электрогенератор и передача размещены внутри барабана, а кабель от электрогенератора выведен наружу через ось (RU 2095618, F03B 7/00, F03B 13/00, 1997).
В этой гидроэлектростанции четыре силовые опоры закреплены вертикально и попарно в грунте русла реки, концы оси опираются на подушки, размещенные между парами опор с возможностью перемещения по ним вниз и вверх. Также имеется придонная плита, подвешенная на тягах к подушкам с возможностью ограниченного перемещения вниз и свободного вверх. При
подъеме уровня воды в реке поднимается вверх и плавающий барабана месте с ним должна подниматься придонная плита, перекрывая свободный проход воды между лопастями и подошвой русла реки. Конструкция предусматривает использование в качестве электрогенератора и передачи соответственно генератора и редуктора общего назначения, которые свободно подвешены к оси вместе с противовесами, служащими для создания момента, в 2-3 раза превышающего максимальный крутящий момент, воспринимаемый ими от вращающегося барабана.
Недостатком данной гидроэлектростанции является сложность реализации ее силовых опор, неэффективность конструкции системы редуктор - генератор - противовес, а также низкая надежность работы. Так при подъеме уровня воды на несколько метров и одновременном увеличении скорости течения, что периодически происходит на реках, придонная плита должна будет перекрывать большой промежуток между лопастями и подошвой русла реки, при этом весь напор водяного потока, который прижимает плиту вниз, воспринимается плавающим барабаном. Это приведет к заглублению барабана в воду до недопустимого уровня или к его полному затоплению.
Техническим результатом полезной модели является упрощение гидроэлектростанции, повышение эффективности ее работы и надежности.
Это достигается тем, что гидроэлектростанция, содержащая по меньшей мере одну силовую опору, ось, соединенную с опорой, пустотелый плавающий барабан, установленный на оси барабана с возможностью вращения и оснащенный лопастями, электрогенератор, связанный передачей с барабаном,
причем электрогенератор и передача размещены внутри барабана, а кабель от электрогенератора выведен наружу через ось барабана, согласно полезной модели, имеет перекладину, прикрепленную консольно к одной опоре или между двумя опорами, размещенными на противоположных берегах, к перекладине шарнирно подвешены две серьги, к нижним концам которых жестко прикреплены концы оси барабана, внутри барабана на оси барабана установлена гильза с возможностью свободного вращения посредством подшипников, электрогенератор включает статор, смонтированный на внутренней цилиндрической поверхности барабана, и ротор, насаженный на гильзу, при этом передача состоит из двух центральных зубчатых колес, одно из которых закреплено на внутренней цилиндрической поверхности барабана и имеет внутренние зубья, а другое закреплено на гильзе, и зацепляющегося с ними промежуточного зубчатого колеса, ось вращения которого закреплена на стойке, смонтированной на оси барабана.
На фиг.1 схематично показана гидроэлектростанция; на фиг.2 - конструкция барабана.
На двух силовых опорах 1, установленных на противоположных берегах реки, закреплена перекладина 2, к которой шарнирно подвешены две серьги 3, к нижним концам которых жестко прикреплены концы оси 4 барабана 5. Барабан установлен на оси 4 с возможностью свободного вращения и оснащен лопастями 6. Внутри барабана на оси 4 посредством подшипников 7 установлена гильза 8 с возможностью вращения. Внутри барабана также размещены электрогенератор и передача, приводящая в действие электрогенератор при вращении барабана. Электрогенератор состоит из статора 9, смонтированного на
внутренней цилиндрической поверхности барабана, ротора 10, насаженного на гильзу 8, и контактных токосъемников 11, посредством которых обмотки ротора и статора подключены через кабель 12, пропущенный через ось 4 барабана, к внешним устройствам (не показаны). Передача состоит из центрального зубчатого колеса 13 с внутренними зубьями, смонтированного на внутренней поверхности барабана, центрального зубчатого колеса 14, закрепленного на гильзе 8, и зацепляющегося с ними промежуточного зубчатого колеса 15, установленного с возможностью свободного вращения на оси 16, закрепленной на стойке 17, смонтированной на оси 4. Коническая шайба 18 отделяет зону размещения передачи от электрогенератора и образует масляную ванну 19 для смазывания элементов передачи и подшипников. Герметичность барабана в сочленениях его с осью 4 обеспечена сальниками (не показаны).
Возможна также эксплуатация гидроэлектростанции с одной опорой, установленной на берегу, при этом перекладина крепится к опоре консольно и расположена над водой поперек русла реки.
При монтаже гидроэлектростанции барабан размещают в русле реки ниже по течению относительно размещения опор 1. Длина серег 3 выбирается достаточной для того, чтобы при любом уровне воды в реке барабан мог занимать в воде рабочее положение, т.е. был заглублен в воду своей нижней частью. Величина этого заглубления задается соотношением веса барабана вместе с установленным в нем оборудованием и грузоподъемности, определяемой объемом барабана.
В процессе эксплуатации поток воды приводит барабан во вращение. В том же направлении вместе с барабаном вращаются статор 9 электрогенератора
и зубчатое колесо 13, которое через промежуточное зубчатое колесо 15 приводит во вращение в противоположном направлении и с большей скоростью зубчатое колесо 13, гильзу 8 и установленный на ней ротор 10. Благодаря этому скорость вращения ротора относительно статора равняется сумме этих скоростей, а работоспособность электрогенератора обеспечивается на реках с довольно медленным течением.