Турбогенератор с гидроприводом от морского течения

Полезная модель относится к энергетике, а именно к системам генерации электроэнергии от естественных морских течений воды с невысокой скоростью водного потока, в частности к турбогенераторам с преобразователем, имеющим гидротурбинный привод.
Потребность автономного получения энергии вдали от берега моря возникла из-за необходимости снабжать энергией навигационные приборы и автономные буи, отслеживающие информацию о погоде в различных точках мирового океана, которые не имеют связи с береговыми источниками энергии. Для автономного получения энергии в море могут быть использованы волны или естественные океанские течения воды с невысокой скоростью водного потока.
Известно, что при работе любого преобразователя энергии течения воды работа преобразователя производится благодаря воздействию потока воды на его рабочие органы, в роли которых могут выступать, в зависимости от конкретного проекта, колеса с лопатками, лопасти турбин и др. Движение воды в конечном итоге трансформируются во вращение генераторов при помощи силовых преобразователей.
Существуют различные типы преобразователей энергии скоростного водного потока. Это водяные колеса, чигири, гидравлические турбины, у которых турбинные колеса различной конфигурации или отдельные лопатки, вращаются вместе с валом, кинематически связанным с преобразователем механической энергии вращения в другие виды энергии (электрическим генератором, насосом и т.п.).
Известна плавучая бесплотинная ГЭС как преобразователь энергии водного потока реки в электроэнергию (Диссертация Каргиева В.М. «Плавучая бесплотинная ГЭС», ВИЭСХ, 1993 г.).
Недостатком известного преобразователя энергии является отсутствие закрытого механического мультипликатора и невозможность его использования при морском течении.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является переносной преобразователь энергии водного потока, в котором использована одна турбина пропеллерного типа, а для фиксации преобразователя в речном потоке предусмотрена опора на дно с помощью металлического штыря (патент РФ №137060, опубл. 27.01.2014, Бюл. №3).
Основным недостатком известного переносного преобразователя энергии водного потока является то, что он может быть использован только в неглубоком водном потоке при креплении его ко дну реки, а для условий моря такой преобразователь не может быть использован, т.к. в морском водном потоке плавучий преобразователь невозможно зафиксировать с помощью металлического штыря. Кроме того, невозможность получать большую частоту вращения генератора при небольших скоростях движения морского водного потока приводит к понижению эффективности преобразования энергии морского потока.
Задачей предлагаемой полезной модели является достижение автономности работы, повышение эффективности преобразования энергии водного потока и уменьшения веса и габаритов турбогенератора за счет увеличения частоты вращения выходного вала мультипликатора при невысокой частоте вращения гидротурбин, а также обеспечение ориентации гидротурбин турбогенератора поперек набегающего водного потока и плавучести находящегося в морском потоке турбогенератора с помощью плавучего средства, которое фиксируется якорем.
В результате применения предлагаемой полезной модели происходит преобразование кинетической энергии водного потока реки или морского течения в механическую энергию вращения вала генератора и передача энергии потока воды к электрическому генератору, что обеспечивается за счет одновременного использования в составе турбогенератора гидропривода из двух гидротурбин пропеллерного типа, установленных на концах приводного вала мультипликатора.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемый турбогенератор с гидроприводом от морского течения, включающий гидротурбину, шестеренный мультипликатор, приводной и выходной валы мультипликатора, электрический генератор, опорное плавучее средство, фиксирующий якорь, согласно полезной модели, снабжен второй гидротурбиной и шестеренным мультипликатором в закрытом исполнении, при этом две гидротурбины пропеллерного типа установлены на концах приводного вала мультипликатора, а на выходном валу мультипликатора размещен электрический генератор постоянного тока, который выполнен в закрытом исполнении с использованием редкоземельных магнитопластов, причем опорное плавучее средство выполнено в виде плота с положительной плавучестью, который установлен вертикально вдоль водного потока и зафиксирован якорем в водном потоке.
Одновременное использование двух турбин и мультипликатора повышается эффективность преобразования энергии, а с помощью плавсредства и якоря обеспечивается ориентация гидротурбин преобразователя поперек набегающего водного потока и положительная плавучесть преобразователя, находящегося в морском потоке.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема турбогенератора с гидроприводом от морского течения.
Турбогенератор с гидроприводом от морского течения содержит две гидротурбин пропеллерного типа 1, шестеренный мультипликатор углового типа 2, установленный между приводным валом 3 турбин и валом 4 электрического генератора 5, плавучее средство 6, якорь 7.
Работает турбогенератор с гидроприводом от морского течения следующим образом.
Электрический генератор 5 с двумя пропеллерными турбинами 1 на приводном валу 3 и мультипликатором 2 размещают на плавучем средстве 6, которое фиксируют ниже поверхности воды, вдоль водного потока с помощью якоря 7 таким образом, чтобы лопасти турбин 1 располагались поперек набегающего потока воды. Турбины 1 сразу начинают вращаться. Частота вращения выходного вала 4 повышается мультипликатором 2. Вращение с повышенной частотой передается электрическому генератору 5 постоянного тока, который выполнен в закрытом исполнении с использованием редкоземельных магнитопластов.
За счет использования кинетической энергии водного потока с помощью закрытого шестеренного мультипликатора 2 происходит получение электроэнергии без расходования топлива. Предлагаемый турбогенератор с гидроприводом от морского течения как эффективный преобразователь энергии водного потока дает возможность получать электроэнергию при небольших скоростях движения водного потока, а также в более широком диапазоне скоростей потоков воды.
Назначение турбогенератора - обеспечение более эффективного преобразования энергии низкоскоростных водных потоков.
Турбогенераторы с гидроприводом от морского течения используются для питания электроэнергией маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега, и т.п. Как универсальное эффективное средство турбогенератор можно также использовать в реке с невысокой скоростью водного потока.
Использование предлагаемой полезной модели является простым и надежным, а также экономически более эффективным, так как использует возобновляемую бесплатную гидроэнергию морского или речного водного потока.