Регулируемая энергетическая установка

Предложенное устройство относиться к автономным гидроэлектростанциям и может быть использовано в гидромашиностроении для фермерских хозяйств.
Известны устройства для получения электроэнергии с использованием водонапорной камеры, обеспечивающей вращение рабочего колеса и преобразованием в последующем в электрогенераторе. Изменение потребляемой электроэнергии требует регулирования оборотов генератора, что вызывает необходимость регулирование расхода воды из напорного бака. В изобретении по авторскому свидетельству № 977848 (бюл. №44 от 30.11.82 г.) предложено для поддержания оборотов генератора обеспечивать регулирование расхода воды в напорном баке. Регулирование расхода воды предложено осуществлять за счет сжатия струи воды и засасывания в магистраль атмосферного воздуха. Данное устройство принято нами за прототип.
Недостатки прототипа следующие: регулирование расхода воды за счет сжатия и засасывания атмосферного воздуха является весьма нестабильным процессом, т.к. атмосферное давление меняется, независимо от нагрузки на генератор, кроме того, наличие пластин 9 не всегда исключает возникновение воздушной воронки в напорном баке.
Технической проблемой, решаемой предложенной полезной моделью, является устранение указанных выше недостатков. Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, - надежное регулирования расхода воды.
Технический результат достигается за счет того, что в регулируемой энергетической установке, содержащей корпус с напорной камерой с конфузором в нижней части, коаксиальный вертикальный вал с генератором в верхней части, направляющим аппаратом и рабочим колесом в нижней части, согласно полезной модели, в корпусе после рабочего колеса расположен шибер с пружиной, кинематически связанный с рычагом с роликом, установленным с возможностью передвижения по профилированной поверхности кулачка, при этом кулачок связан с поршнем посредством рычагов, а поршень установлен в корпусе регулятора уровня, гидравлически сообщенном с напорной камерой.
Кроме того, лопасти рабочего колеса выполнены аэродинамического профиля.
Регулируемая гидроэнергетическая установка представлена на фиг. 1, 2, 3, где:
фиг. 1 - общий вид установки,
фиг. 2 - направляющий аппарат (развертка)
фиг. 3 - рабочее колесо (развертка)
Здесь: 1 - корпус, 2 - электрогенератор, 3 - вал, 4 - двухплечий рычаг, 5 - пружина поршня, 6 - опорный шарнир, 7 - поршень, 8 - рычаг, 9 - корпус регулятора уровня, 10 - профилированный кулачок, 11 - ролик, 12 - рычаг шибера, 13 - пружина шибера, 14 - шибер, 15 - рабочее колесо, 16 - направляющий аппарат, 17 - корпус колеса, 18 - коаксиальный конфузор.
Представленная установка содержит корпус 1, являющийся напорной камерой. В нижней части корпуса 1 расположен конфузор 18, к которому крепится корпус колеса 17. Внутри корпуса 1, коаксиально конфузору 18 расположен вал 3, в верхней части которого установлен электрогенератор, а в нижней части вала находится рабочее колесо 15 с аэродинамическими лопастями. Перед рабочим колесом 15 установлен направляющий аппарат 16. В корпусе 17, после рабочего колеса 15 расположен шибер 14. Шибер 14 связан кинематически с рычагом 12 и имеет пружину 13. Рычаг 12 на конце содержит ролик 11, который может передвигаться по профилированной поверхности кулачка 10. Профилированный кулачок 10 связан кинематически с рычагом 8 и через двухплечий рычаг 4 и опорный ролик 6 связан с поршнем 7, имеющем пружину 5. Корпус 1 связан гидравлически с корпусом регулятора уровня 9, в котором находится поршень7.
Устройство работает следующим образом.
Вода, заполняющая полость корпуса 1, являющейся напорной камерой истекает в коаксиальный конфузор 18, где разгоняясь, проходит в корпус рабочего колеса через направляющий аппарат 16 поступает в рабочее колесо 15. Рабочее колесо 15, раскручиваясь передает вращение на вал 3. Аэродинамическая сила, вращающая на профилированных лопатках колеса 17 существенно увеличивает момент вращения вала 3 и к.п.д. установки возрастает. Вращение вала 3 обеспечивает выработку электроэнергии в генераторе 2, которая направляется потребителю.
В случае снижения уровня потребления электроэнергии, вызывает снижение нагрузки на 2, вращение рабочего колеса 15 возрастает и водопотребление увеличивается. В следствии этого, уровень воды в напорном баке 1 начинает уменьшатся. По соотношению сообщающихся сосудов, уменьшается уровень воды и в корпусе регулятора уровня 9, что приводит к опусканию поршня 7. Движение поршня 7 под действием пружины 5 тянет вниз одно из плеч двухплечего рычага 4, связанного с рычагом поршня 7. Рычаг 4 поворачивается вокруг опорного шарнира 6, что вызывает подъем другого плеча рычага 4. Это приводит к подъему кулачка 11 через рычаг 8. Подъем кулачка 11 начинает воздействовать через ролик на рычаг шибера 12 и шибер 14, преодолевая усилие пружины 13 начинает перекрывать проходные сечение корпуса рабочего колеса 17, расход воды снижается и уровень воды в корпусе 1 восстанавливается. В случае возрастания электрической нагрузки на генератор 2, вращение рабочего колеса 15 снижается, уровень воды в напорном баке 1 возрастает и весь процесс регулирования повторяется в обратном порядке.
Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает надежное регулирование расхода воды из напорного бака при изменении потребляемой нагрузки.