ГИДРОГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к гидроэлектротехнике, а именно к устройствам для автономной генерации электроэнергии, преобразовывающим гидравлическую энергию движущейся воды в электрическую энергию стабилизированного напряжения.
Известно устройство для преобразования энергии отработанной воды в электрическую энергию (патент РФ №2492352, 2011 г. ), содержащее вертикальный прямоточный канал в виде трубы с гидрогенератором, подключенным к нагрузке в нижней части, в которой расположен винт гидрогенератора с лопатками. В устройство дополнительно введена расширительная емкость, снабженная клапанами промывки, нижним и верхним воздушными патрубками, обеспечивающими соответственно поступление восходящего потока воздуха, дополнительно вращающего лопатки винта, и его стравливание. Имеется система управления, накапливающая и перераспределяющая полученную энергию. Однако, нестабильное напряжение в зависимости от этажа слива и разницы потребления воды в разные климатические сезоны, дорогостоящие аккумуляторные батареи являются недостатками данного устройства.
Самым близким по технической сути (прототипом) является устройство для генерации электроэнергии, путем прохождения через него жидкости фирмы «PowerSpout» (http://www.powerspout.com), содержащее корпус с входным патрубком, многолопастное рабочее колесо, статор и электрическую часть внутри корпуса. Недостатками указанного устройства являются: низкая надежность за счет использования пластика в конструкции корпуса, использование жидкости из деривационного канала с высотой истечения потока около 60 метров, что ограничивает область применения устройства, невозможность использования в подвалах, полуподвальных помещениях.
Техническая задача - создание надежного автономного устройства, вырабатывающего электроэнергию для жилых помещений, работающего при гидравлических параметрах, характерных для систем теплоснабжения жилых помещений при различных гидравлических нагрузках, вне зависимости от положений трубопровода системы теплоснабжения: вертикальных или горизонтальных.
Технический результат - повышение надежности устройства за счет усовершенствования конструкции.
Это достигается тем, что известное устройство, содержащее корпус с входным патрубком, многолопастное рабочее колесо, статор, электрическую часть внутри корпуса, снабжено круглой пластмассовой площадкой, закрепленной поверх многолопастного рабочего колеса, расположенного в горизонтальной плоскости и установленного на внутренней поверхности корпуса с помощью верхнего и нижнего соединительных узлов, шесть магнитов, установленных на площадке по кругу на равном расстоянии друг от друга, широтно-импульсный стабилизатор напряжения, вход которого соединен с выходом статора, магнитный сетчатый фильтр, установленный на входном патрубке устройства, дополнительный выходной патрубок, причем оба патрубка встроены в корпус и составляют с ним единое целое, корпус выполнен из металла и имеет защитную крышку, закрывающую верхнюю часть корпуса, прижимную крышку, установленную над площадкой с магнитам, а статор установлен и жестко фиксирован на прижимной крышке.
На чертеже изображено предлагаемое устройство (вид в разрезе). Оно содержит корпус 1, внутри которого расположено многолопастное рабочее колесо 2, поверх которого закреплена круглая пластмассовая площадка 3, на которой по кругу установлены шесть магнитов 4 на равном расстоянии друг от друга. Рабочее колесо 2 расположено в горизонтальной плоскости и установленное на внутренней стороне корпуса 1 с помощью верхнего и нижнего соединительных узлов 5. Нижний узел имеет центрирующий выступ 6 на корпусе 1 и подшипник 7. Верхний узел имеет центрирующий выступ 8 на прижимной крышке 9 и подшипник 10. Рабочее колесо 2 фиксировано по оси корпуса за счет прижимной крышки 9, которая расположена над магнитами 4, и закреплена в корпусе резьбовым соединением (на чертеже не обозначено). С помощью резиновой прокладки 11 прижимная крышка 9 герметизирует нижнюю часть корпуса от попадания воды в электрическую часть устройства. На прижимной крышке 9 установлен статор 12, фиксированный клейким диэлектрическим компаундом. На статоре 12 установлен широтно-импульсный стабилизатор напряжения 13, который фиксирован клейким диэлектрическим компаундом. К широтно-импульсному стабилизатору напряжения 13 подсоединены два электропровода 14, предназначенные для подачи напряжения потребителю. Электрическую часть устройства герметично закрывает защитная крышка 15, соединенная резьбовым соединением 16 с корпусом 1. Для герметичности защитная крышка 15 имеет резиновую прокладку 17. На входном патрубке 18 корпуса 1 резьбовым соединением 19 закреплен магнитный сетчатый фильтр 20 для фильтрации ферромагнитных частиц, содержащихся в воде. Теплоноситель, пройдя через устройство, отводится через выходной патрубок 21. Входной и выходной патрубки устройства встроены в корпус и составляют с ним единое целое.
Устройство работает следующим образом. Во входной патрубок 18 тангенциально подводится рабочая среда (теплоноситель системы теплоснабжения). Проходя через корпус 1 устройства, среда воздействует на лопасти рабочего колеса 2. В результате многолопастное рабочее колесо 2, поверх которого закреплена круглая пластмассовая площадка 3, на которой по кругу установлены шесть магнитов 4 на равном расстоянии друг от друга, приходит во вращательное движение. Магниты 4 генерируют электрическую энергию в неподвижном статоре 12, который фиксирован на прижимной крышке 9 клейким диэлектрическим компаундом. Электрическая энергия, генерируясь в статоре 12, проходит через широтно-импульсный стабилизатор 13, и на выходе дает стабилизированное напряжение, которое через два электропровода 14, отходящих от стабилизатора напряжения 13 подают напряжение потребителю. Отработанная вода отводится через выходной патрубок 21.
Надежность электроснабжения устройства повышается за счет встроенного широтно-импульсного стабилизатора напряжения, который при колеблющимся входном напряжении на выходе (к потребителю) дает стабилизированное напряжение, верхнего и нижнего соединительных узлов, магнитного сетчатого фильтра, установленного на входном патрубке устройства, для фильтрации ферромагнитных частиц содержащихся в воде и защитной крышки. Высокая надежность элементов устройства в высокотемпературных условиях эксплуатации (до 95C°) и при повышенных давлениях в трубопроводе (до 10 бар) обеспечивается за счет применения высокопрочных термостойких пластиков и резин с диапазоном рабочих температур 5-95C°. Надежность от внешних условий эксплуатации (затопление подвала и устройства) обеспечивается за счет герметизации всех элементов конструкции защитной крышкой, а герметичность электрической части устройства обеспечивает прижимная крышка.
Предлагаемое устройство позволяет энергонезависимо снабжать электричеством маломощные электроустановки за счет гидравлической энергии тепловой сети при различных гидравлических нагрузках.