ШНЕКОВАЯ МИКРОГЭС

Полезная модель относится к устройствам производства электрической энергии за счет использования энергии воды и может быть использована для электрификации быта населения при водоснабжении от водонапорных башен в сельской местности, на базах отдыха и других низкоэнерговооруженных местах.
Известно устройство микрогэс для электрификации труда и быта населения, содержащее водозаборное устройство, напорный тракт, гидротурбину с направляющим аппаратом и рабочим колесом, отсасывающую трубу, электрогенератор со статором, имеющим сердечник и кожух, балластную нагрузку и электронную систему управления для стабилизации частоты и напряжения электрического тока (А.-Х.М. Тамадаев, Г.Н, Бухаров, Е.М.Середин, А.И. Матвеев, К.А. Амиров. МИКРОГЭС, патент на изобретение SU №1780551 A3, опубл. 07.12.1992. Бюл. 45).
Известное устройство характеризуется сложной конструкцией, малой мобильностью.
Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шнековая турбина, которая используется для передачи потенциальной энергии водного потока во вращательное движение собственно турбины для выработки электроэнергии, по использованию схожая с водным колесом, но с гораздо более высокой эффективностью. Турбина состоит из ротора в форме винта Архимеда, который вращается в полукруглом желобе. Вода течет в желобе и своим весом давит на лопасти турбины, которая, в свою очередь, заставляет вращаться генератор. Вода вытекает свободно с конца турбины в реку. Верхний конец винта соединен с генератором через редуктор (https://ru.wikipedia.org/wiki/Шнековая_гидротурбина). Данная шнековая турбина является прототипом полезной модели.
Общим недостатком известных устройств является сложность конструкции генератора, который установлен непосредственно в потоке воды, что требует сложных конструктивных решений по герметизации генератора. Кроме того, установка генератора внутри потока воды увеличивает сопротивление течению воды, что снижает скорость потока воды и, как следствие, влияет на частоту вращения генератора и объем вырабатываемой электрической энергии.
Задачей полезной модели является повышение эффективности действия устройства в условиях наличия малого напора воды в трубопроводах небольшого диаметра. Это достигается тем, что в шнековой микрогэс, содержащей корпус, опоры качения, винтовые лопасти, фиксаторы осевого перемещения, генератор электрической энергии, выполненный из постоянных магнитов и электромагнитной катушки согласно полезной модели, винтовые лопасти закреплены внутри трубы, установленной в корпусе на опорах качения, а постоянные магниты установлены снаружи трубы и электромагнитная катушка изолирована от внутренней полости корпуса перегородкой из немагнитного материала.
Техническим результатом является возможность размещения предлагаемой шнековой турбины в том числе и в корпусе отработавшего ресурс расходомера воды.
На чертеже представлена шнековая микрогэс.
Шнековая микрогэс содержит корпус 1, внутри которого на опорах качения 5 установлена труба 2, на внутренней поверхности которой жестко закреплены винтовые лопасти 3. Генератор выполнен в виде постоянных магнитов 4, равномерно закрепленных на наружной поверхности трубы 3 в средней ее части и электромагнитной катушки 6, установленной в верхней части корпуса 1. Стержень 8 электромагнитной катушки 6 проходит через перегородку 9 из немагнитного материала. Для фиксации трубы 2 в осевом направлении на корпусе 1 установлены фиксаторы 7. Сверху корпуса установлена крышка 10.
Шнековая микрогэс работает следующим образом. Шнековая микрогэс устанавливается в водопроводе аналогично установке расходомеров. Также шнековая микрогэс может устанавливаться в трубопроводах водоотведения (канализации), если по ним течет жидкость, не загрязненная абразивными или другими включениями. Вода, протекая в трубопроводе, поступает во внутреннюю полость трубы 2, поток воды двигает винтовые лопасти 3, тем самым вращая трубу 2. Вместе с трубой 2 вращаются постоянные магниты 4, которые перемещаются относительно катушки 6. При перемещении постоянных магнитов 4 относительно стержня 8 электромагнитной катушки 6 возникает индукционный ток, величина которого тем больше, чем больше скорость вращения трубы 2 с постоянными магнитами 4. Фиксаторы 7 предотвращают осевое смещение трубы 2. Перегородка 9 исключает попадание воды на электромагнитную катушку. Крышка 10 обеспечивает доступ к электромагнитной катушке.