ГИДРОАГРЕГАТ КАССЕТНОГО ТИПА

Полезная модель относится к области гидроэнергетики и может быть использована для получения электроэнергии в промышленном масштабе.
Известна гидроэлектростанция (RU №1300188, публ. 30.03.1987 г.), содержащая несущую раму, погруженную под уровень воды, установленный на ней горизонтальный ряд реактивных гидротурбин, размещенных в отдельных корпусах и соединенных при помощи конических зубчатых передач с выходными валами и электрогенератор. Гидротурбины соединены с выходными валами при помощи муфт свободного хода, упомянутые валы выполнены за одно целое с образованием общего вала отбора мощности, связанного с электрогенератором, последний установлен на основании рамы, корпуса гидротурбин выполнены сетчатыми и снабжены тканевыми оболочками, а рама снабжена расположенными по ее периметру тканевыми входными направляющими элементами.
Известна гидроэлектростанция (RU №1320498, публ. 30.06.1987 г.), содержащая погружной корпус и установленные в нем ряд вертикальных турбин и электрогенератор, вал которого кинематически связан с валами турбин и расположен с ними в одной плоскости, корпус выполнен в виде жесткой рамы, а кинематическая связь вала электрогенератора с валами турбин - в виде цепной передачи и муфт свободного хода, установленных на валах турбин и соединенных с передачей, турбины имеют радиальные лопатки и снабжены дугообразными направляющими, а вал электрогенератора расположен параллельно валам турбин.
Недостатками известных технических решений являются низкие единичные мощности объектов.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание гидроагрегата простой конструкции, позволяющего вырабатывать электроэнергию в промышленном масштабе.
Поставленная задача решается с помощью предложенного гидроагрегата кассетного типа, содержащего погружной корпус и установленные в нем ряд вертикальных турбин с радиальными лопатками и электрогенератор, вал которого кинематически связан с валами турбин в виде цепной передачи и муфт свободного хода, и расположен с ними в одной плоскости, причем, корпус выполнен конической формы с установленными на нем двумя рядами турбин с радиальными изогнутыми лопатками с мелкой перфорацией, а вал электрогенератора кинематически связан с помощью конической передачи и передаточных валов с любой противоположной парой турбин, валы турбин каждой из сторон гидроагрегата, кинематически связаны между собой муфтой свободного хода и цепной передачей.
Отличительными признаками являются:
- корпус выполнен в виде рамы конической формы с установленными на ней двумя рядами турбин, что позволяет установить в нем 2 x n число вертикальных турбин, за счет чего значительно увеличивается единичная мощность гидроагрегата, а коническая форма корпуса позволяет снизить эффект гидродинамического затенения последующих нижестоящих турбин;
- турбины с радиальными изогнутыми лопатками выполнены с мелкой перфорацией, что позволяет снизить вес турбины и обеспечить жесткость самой конструкции;
- вал электрогенератора кинематически связан с помощью конической передачи и валов с любой противоположной парой турбин, что позволяет установить один электрогенератор на два ряда турбин;
- валы турбин каждой из сторон гидроагрегата кинематически связаны между собой муфтой свободного хода и цепной передачей, это позволяет максимально снизить эффект гидродинамического затенения последующих нижестоящих турбин.
Такое техническое решение позволяет устанавливать большое количество турбин в русле реки тем самым значительно повысить выработку электроэнергии.
Гидроагрегат кассетного типа представлен чертежом.
Фиг.1. Общий вид сверху.
Гидроагрегат содержит раму 1, турбины 2, вал турбины 3, лопатки 4 турбины, муфту свободного хода 5, цепную передачу 6, конические шестерни 7, передаточные валы 8, электрогенератор 9, направляющие трубы для свай 10, дугообразные экраны 11.
Гидроагрегат кассетного типа работает следующим образом. Гидроагрегат устанавливают в реке параллельно потоку воды. Набегающий поток воды, попадая на лопатки турбин 4 приводит во вращение последовательно все турбины 2. Коническая форма рамы 1 позволяет уменьшить гидродинамическое затенение, последующих нижестоящих турбин 2. Валы турбин 3, каждой стороны гидроагрегата, через муфту свободного хода 5 и цепную передачу 6 связаны между собой и имеют суммированный крутящий момент, который передается от любых двух противоположных валов турбин 3 гидроагрегата, через конические шестерни 7 и передаточные валы 8 на электрогенератор 9. Муфты свободного хода 5 в этом случае служат для корректировки гидродинамического затенения нижестоящих турбин 2. Дугообразные экраны 11 обеспечивают однонаправленное вращение турбин 2. Устойчивость гидроагрегата в реке обеспечивают сваи-опоры (на рис. не показаны), устанавливаемые в направляющих трубах 10.
Изогнутые радиальные лопатки 4 выполнены с мелкой перфорацией для уменьшения веса турбины 2, а также это позволяет уменьшить нагрузку на раму 1. Вертикальные турбины 2 установлены на всю глубину русла реки.
Электрогенератор 9 выполнен с возможностью параллельного или перпендикулярного расположения его относительно валов турбин 3 в подводном или надводном положении.
Применяя предложенное техническое решение можно устанавливать в реке неограниченное количество гидроагрегатов.
Таким образом, общая единичная мощность гидроагрегата возрастает из-за большого количества турбин, а общая мощность гидроэлектростанции возрастает из-за большого количества гидроагрегатов, установленных перпендикулярно течению всей реки, что позволит получать электроэнергию в промышленном масштабе.