Подводный вихревой гидрогенератор

Полезная модель относится к гидроэнергетике, в частности к гидрогенераторам, использующим энергию морских течений и применяемым для выработки электроэнергии в промышленных масштабах с целью уменьшения влияния на окружающую среду традиционных энергоустановок ТЭЦ, ГЭС, АЭС.
Известно устройство гидрогенератора, включающее механизм преобразования давления воды морского течения во вращательное движение гидропривода, оборудованного лопастями, ступицей, механизмом разворота лопастей, корпусными отсеками, ротором генератора, имеющим диаметр более 50 м, что позволяет достичь нужной скорости прохождения полюсов перед обмотками статора, а статор установлен по всей окружности своего отсека. Фиксация гидрогенератора на месте эксплуатации осуществляется с помощью телескопических шарнирных опор, закрепленных на бетонном блоке, устанавливаемом на морском дне (Пат. 2070987 Российская Федерация, МПК 6 F03B 13/00. Электростанция для использования энергии морского течения).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве предполагаются габариты электрогенератора диаметром более 50 м и крепление всей установки на телескопических шарнирных опорах, закрепленных на морском дне, на бетонном основании. Такая конструкция гидрогенератора ненадежна, имеет жесткие ограничения по месту установки и практически неосуществима.
Известно устройство гидрогенератора морских течений /WO 81/00595 А1, 05.03.1981, F03B 13/10/, содержащее два подводных корпуса с носовыми обтекателями и лопастными гидротурбинами с горизонтальными осями вращения, совпадающими с направлением морского течения, электрогенераторы, пилоны, якорную систему, а также конфузоры - участки сужения на входе водного потока, и диффузоры - участки расширения на выходе водного потока, при этом в рабочих зонах между конфузорами и диффузорами водный поток обладает наибольшей скоростью и энергоемкостью.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве необходимо ориентировать входное отверстие в направлении по течению.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству по совокупности признаков является гидрогенератор морских течений (Пат. RU(11) 2 372 518(13) С2, МПК F03B 13/10. Гидрогенератор морских течений), принятый за прототип. Данное устройство содержит два подводных корпуса, выполненных веретенообразными и соединенных между собой по типу катамарана связующим отсеком. В передней части каждого корпуса смонтировано кольцо гидродинамического разгона водного потока с конфузором, диффузором, рабочей зоной, представляющей собой с наружной стороны цилиндр, с внутренней стороны имеющий выпуклую поверхность, дугой вовнутрь. Разгонное кольцо на корпусе установлено на пилонах, передних и задних, горизонтальных и вертикальных. Пилоны в сечении имеют гидродинамический профиль, передние действуют как конфузор, задние - как диффузор, на скоростном участке между передними и задними пилонами установлена лопастная гидротурбина, соосно соединенная с электрогенератором через повышающий планетарный редуктор. В хвостовой части корпусов установлена аварийная установка двойного назначения. Носовые обтекатели корпусов и связующего их отсека включают в себя носовые и кормовые якорные устройства с механизмами регулирования длины и силы натяжения якорной цепи. Передача выработанного водорода и компонентов электролиза происходит с помощью сменных транспортных средств.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве требуется ориентация по направлению подводного течения, возможность использования только горизонтальных течений, что делает невозможным работы в прибрежной зоне (подводные течения меняются на восходящие и приливные).
Технический результат - увеличение мощности и КПД гидрогенератора.
Сущность технического решения заключается в том, что установка снабжается направляющим аппаратом, который позволяет осуществлять забор подводных течений по кругу (вне зависимости от направления течения) с дополнительным входом в торцевой части, позволяющий осуществлять забор с торцевой стороны, установка имеет вертикальное расположение, внутри которой создается искусственный водоворот потока жидкости за счет направлением лопаток, позволяющего за счет возникновения перепада давлений и центробежных сил в центре, получить концентрированную энергию высокой мощности, передаваемую спиральными лопастями на вал турбины, расположенной в горловине корпуса.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где изображен вихревой гидрогенератор в разрезе.
Вихревой гидрогенератор содержит конфузорно-диффузорный корпус 1, ротор 2, который передает крутящий момент энергии воздушного потока генератору тока 5, и лопаточный направляющий аппарат 3 с дополнительным торцевым входом 4.
Применение заявляемой полезной модели позволит использовать как горизонтальные подводные течения, так и восходящие течения, образующиеся у берегов и энергию теплового подъема водных масс. Кроме этого, создание искусственного вихря позволяет повысить удельную мощность установки за счет концентрации кинетической энергии в ядре, что расширяет эксплуатационные свойства и позволяет использовать низко потенциальные подводные течения, движущиеся в акваториях со скоростью менее 1 м/с, вырабатывая при этом мощность до 5 кВт энергии.