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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2221932

DAM Wasserkraftwerke

DAM Wasserkraftwerke

Name des Erfinders: Artamonow Alexander; Kolesnitschenko Alexander; Sklyarov Victor Fedorovich
Der Name des Patentinhabers: Artamonow Alexander; Kolesnitschenko Alexander; Sklyarov Victor Fedorovich
Korrespondenzanschrift: 414052, Astrachan-, ul. Yablochkov, 44, kv.57, AS Artamonow
Startdatum des Patents: 2001.10.22

Wasserkraftwerk soll die Energie der Flüsse zu konvertieren. Damless Wasser enthält die Grundlage und Turbinenschaufeln und Membranen, vertikale Welle, die auf einem Fundament Lager Gleitern montiert und wird durch ein Getriebe mit elektrischer verbunden. befestigt Wasserkraftwerk wird als Turm ausgebildet am Boden des Flusses Verankerungsvorrichtung, wobei die vertikale Welle Turbine im Inneren des Turms verläuft und mit den Membranen der Turbine sind parallel zueinander angeordnet und mit Leitschaufeln auf der einen Seite vorgesehen ist, und auf der anderen Seite - zylindrischen Segmenten, wobei die Öffnung durch die hohle Rack-Befestigung mit Ankerschrauben. In Wasser hohlen Strebenverkleidungen ausgestattet und in den Führungsöffnung Elemente eingebaut. Bei der Gründung von Wasserkraftanlagen mit vertikaler spitzen Stab ausgestattet, vertieft in den Boden des Flusses, und die Stange mit dem vorderen Teil des Schneidmechanismus und zum manuellen Drehen und Fixieren Wasser. Der Bau des Wasserkraftwerks ermöglicht, dass Wasser Energieumwandlung ohne einen Damm zu bauen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf die Erstellung und den Betrieb von Wasserkraftwerken auf damless klein, klein, aber vor allem auf der großen mächtige Flüsse mit größerer Tiefe und Breite des Kanals, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,5-1,0 m / s und darüber, mit der Möglichkeit , sie in Blöcke zu verbinden oder mit Unterkunft in einer dispergierten Form auf der Oberfläche des Flusses.

Bekannte damless HPP mit Wasserrädern, die bei der Steigerung der Produktivität eine Art Energieschwelle (siehe. LA Melent'ev Programm Energie, Hrsg., "Engineering", "Wissen", M., 1986, 1, p .20 [1]).

Der Haupt wesentlicher Nachteil der bekannten Konstruktion dieser Art von HPP ist seine geringe Zuverlässigkeit und Leistung, sondern auch die Unfähigkeit, im Winter zu arbeiten, mit der Bildung der Eisdecke.

Bekannte und DAM und Wasserkraft, die der Träger und das Drehteil / Welle / ist das Stahlseil mit dem Laufrad auf sie montiert und von einer Bank zur anderen / w geworfen. "Wissenschaft und Leben", M., 1976, Seite 12, 8 [2].

Der größte Nachteil ist dies die Kleinwasser damless Zuverlässigkeit und extrem geringer Stromverbrauch, und die Unfähigkeit, zu verwenden, und im Winter mit der Bildung der Eisdecke. Darüber hinaus ist die Unzulänglichkeiten aller bekannten damless HPP die Unmöglichkeit ihrer Verwendung auf großen schiffbaren Flüssen um den Energieverbrauch in großen Tiefen / hydraulische Energie des fließenden Wassers / und deren Einbeziehung in das allgemeine Stromnetz.

Die am nächsten an der beanspruchten Vorrichtung, ein Analog-Prototyp ist Wasser Patent 2171910, mit der Struktur in Serie installiert enthält, die aus der Fundamentplatte, Seitenwände und Boden mit Platz für Ausrüstung mit Elektro gidrokolesa über den Ort der Installation. Der Bau eines Wasseraufnahme vor ledoreznuyu bonnye und Support-Netz, und die Seitenwand an der Eintrittsseite des Wassers und dessen Ausgang eine Erstreckung eine konvergente bilden jeweils die Arbeits- und die Diffusorkanäle. Eine der Seitenwände des Arbeitskanal hat einen halbkreisförmigen Ausschnitt Sektor gidrokoleso, die in Lagereinheiten über dem Grund des Flusses und unter dem Rand der möglichen Eisdecke montiert ist jeweils die untere - in der Grundlage und der Platte und der Oberseite - in der Decke.

Gidrokoleso hohl ist , bestehend aus einem auf der Welle der beiden parallelen horizontalen Platten starr befestigt , die peripher sind und gleichmäßig mit einer Länge von nicht mehr als 2/3 des Radius Winkel von 0 auf 180 ° zwischen den Schaufeln installiert. Gidrokoleso ihren Getrieben und elektrischen Generatoren für Wasser seiner Länge in den Arbeitskanal mehrere sein können. Arbeitskanal von dem Einlass und der Auslass ist mit einem Wasser Gate und dem Pumpenaggregat vorgesehen ist. Das Design des Gerätes ermöglicht es Ihnen, die Zuverlässigkeit und den ganzjährigen Einsatz zu erhöhen.

Die Hauptnachteile von signifikanten analogen als Prototyp gewählt sind

- Hoher Materialverbrauch und die Kosten der Implementierung eines zweistöckigen Gebäude der Wasserkraft-Box;

- Ausführung der Arbeiten für den Bau von Unterwasserstrukturen / Box /, vor allem auf tiefe Flüsse erfordert den Einsatz von speziellen Geräten wie Senkkästen;

- Das Gerät unterstützt ledoreznoy wieder den Materialverbrauch erhöht und die Kosten für die Wasserkraft;

- Um die Kosten der zusätzlichen Wasser gilt Toreinrichtung mit 2 Seiten des Arbeitskanals und der Pumpeneinheit;

- Verwendung von mehreren gidrokoles mit ihren Getrieben und elektrischen Generatoren in einem Arbeitskanal reduziert die Effizienz der nachfolgenden Rädern über durch Reduzieren der Strömungsrate des Wassers in dem Kanal und das Vorhandensein der ersten Drehungen des ersten montiert gidrokolesom dh Diese Räder Effizienz wird deutlich kleiner als die erste gidrokolesa und erhöht die Kosten der Wasserkraft, der Arbeitskanal Verlängerung wird auf einen noch höheren Wert führen;

- Irrational und ein Wasserkraftwerk in der zentralen Abschnitt des Flusses finden, die den Fluss passieren Tiefzieh Schiffe einmischen;

- Geringer Stromwasserkraft - von 10 bis 100-150 kW, hohe Materialverbrauch und die Produktion von Werken über den Bau der Gebäudehülle unter Wasser führt nicht nur zu den hohen Kosten für den Bau, sondern auch die hohen Kosten für eine Kilowattstunde, und die langfristige Amortisation wie Straßenbau, vor allem auf den tiefen Flüssen.

Das Ziel der Erfindung ist die Verwendung von hydraulischer Energie von Flüssen, unabhängig von ihrer "Macht" auf die volle Tiefe, um die Jahre mit dem Erreichen einer hohen elektrischen Kapazität und die Arbeit an einer gemeinsamen Energienetz, ohne den Aufbau teurer Dämme, Schleusen und Stauseen mit der Erhaltung der Flächen in den Städten, Verbesserung der Umwelt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

DAM Wasserkraftwerke



wobei Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Doppel damless HPP;

Abbildung 2 zeigt einen Querschnitt III-III sieht konkave Turbinen die Rotorblätter, Leitschaufeln und das zylindrische Segment;

Figur 3 zeigt einen Teil einer Turbine im Querschnitt II-II;

Figur 4 zeigt einen Längsschnitt entlang der Turm damless HPP;

5 ist eine Draufsicht auf die Turbine, die durch teilweise weggeschnittene Schaufeln und der Rotorwelle;

6 zeigt einen Längsschnitt des zylindrischen Segments;

7 ist eine Querschnittsansicht des Segments;

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht einer Hohlstrebe und Verkleidung ist mit der Ankerschraube;

9 zeigt einen Längsschnitt eines einzigen Turm Kleinwasserkraft damless mit einem leichten Fundament, eine Spitze aufweist;

Figur 10 zeigt einen Längsschnitt durch Mikro hydro;

Fig. 11 zeigt den Aufbau des Flusses Wasser damless mit Verankerungsvorrichtungen, auf einer schwimmenden Anlage einschließlich.

HPP damless umfasst /fig.1/ Fundament 1, insbesondere darauf montierten zwei HPP Turm Typ 2, mit vertikalen Wellen 3, von denen jede in einem Fersen 4 / Drucklager montiert ist /. HPP Türme getrennt horizontal Diaphragmen 5 / schattiert in der Zeichnung / zwischen welchen die Turbine 6 / Bild angeordnet sind der Einfachheit halber sind sie als Rechteck mit diagonalen Linien dargestellt sind, wobei eine freie Drehung zwischen den Membranen 5 auf der Welle 3.

Zwischen 5 Membran montiert hohlzylindrischen 24 Zahnstange, den genauen Abstand zwischen den Membranen bieten, die Verbindung der gesamten Struktur zusammen und die strukturelle Integrität des Turms aufgrund der Ankerbolzen 7, die zusammen die Elemente des Turms durch die Zahnstange 24 und der Membran 5 gezogen.

Auf der Oberseite der Membranen 8 montiert Getriebe 9 über eine Kupplung 30 mit der Welle 3 und der Hülse 29 mit einem elektrischen 10 / cm befestigt. 4 /. Die strukturelle Festigkeit des Getriebes mit dem Generator erreicht, indem sie in einer zylindrischen Schale 11 /fig.4/ jeweils über Versteifungen 12 Plazieren gemacht T-Abschnitte, die durch Stifte 26 an der oberen Öffnung angebracht 8 in jedem Turm HPP. Zwickel 12 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung in einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind.

Bolzen 27, 28 sind in Lagerschale 11 des Generators und des Getriebes ausgeführt (siehe. Abbildung 5). Die Turbine ist in der Figur gezeigt, weist ein Loch 13 für den Durchtritt und die Befestigung der Welle 32 verkeilt bis 3, konkave Schaufeln 14, 15 Rotor in einer einheitlichen Struktur beschrieben Turbine kombiniert.

Jede Membran 5 ist eine Führungsvorrichtung mit Schaufeln platziert 16, 17, 18, 19, 20 und auf der gegenüberliegenden Seite der Membran des Turbinenrades 6 wird durch den ankommenden Wasserstrom zylindrischen Segmenten 21, hergestellt in der Form von "Schweller" mit Regalen 22 und befestigt an der Membran pins geschlossen 23.

Der Verschiebung der Strukturelemente des Turms HPP hohlen Zahnstange 24 sind in den Führungselementen enthalten 25 der Membran verhindern.

Pos. 33 - fairings Racks 24, Pos. 24 - der Boden des Flusses, Pos. 35 zeigt in einer Pfeilrichtung des fließenden Wassers, poz.36 - Jumper / für Stärke / zwischen zwei Wasserkraftwerk Turm. Bei einzelnen Installation von Turm Staudamms zur Verfügung. Poz.31 - Oszillatorschleife Montage.

Works DAM HPP Turm wie folgt: 1, stellen wir fest, dass in Abbildung 1 die Buchstaben HBV Horizont Wasser / Flut zeigen / GMI - der Horizont des aktuellen Wasserniedrigwasser in den Fluss nach der Flut fallen, wird die Eisfläche mit dem Wort "Eis" gekennzeichnet.

Turm HPP installiert auf dem Fundament in den Fluss, wie durch den Pfeil 35 angegeben ist, um den Wasserfluss zu erfüllen.

Das fließende Wasser tritt der Führungs 16-20 von gekrümmten Schaufeln gebildet Leitschaufeln, mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und den Druck auf den konkaven Schaufeln 14, die Drehung der Turbine bewirken 6 mit der Welle 3 Nachdem einige seiner Geschwindigkeit und Bewegungsenergie, das Abwasser fließt von den Turbinenschaufeln verloren der Fluss wie durch die Pfeile 60 angedeutet.

Installation von zylindrischen Segmenten von 21-22 auf der gegenüberliegenden Seite der Führungsvorrichtung verhindert den Fluss der Handlung seitens der Turbine aufgrund seiner Strömungs glatten Oberflächen der Segmente 21 über die gesamte Höhe des Turms und alle installierten Anlagen darauf. Um fließt die geringste überlaufende Wasser zu verhindern, selbst in die Lücken zwischen den Rotorschaufeln 14 Turbinen und Oberflächen der Segmente 21 jeder Rotorschaufel 14 Turbine 6 an den Enden der Dichtplatten / devices / daß an den Enden der Rotorschaufeln 14 gleiten auf der Innenfläche der zylindrischen Segmente 21 gesprochen, Überlappung zumindest ein kleiner, aber nicht notwendigerweise in der Herstellung und Einbauabstände erzeugt. Als Folge der Anwendung von Kräften aus dem fließenden Wasser des Flusses wird die Turbine 6 über die gesamte Höhe des Turms nur in der HPP Führung durchgeführt Flügel 16-20 Zone Lage mit unverbaubarem Wasserströmung um die Außenflächen der Segmente 21 ohne Druck verursacht zurück Turbinen und Wasserkraftwerken damless einzuschalten. Umsetzung von Rotorblättern von 14 Turbinen stellt Bildung konkav "schaufelt" und trägt zu einer effizienteren Nutzung der kinetischen Energie eines sich frei bewegenden Wasser des Flusses. Dies ist die gleiche Richtung, das heißt, erhöhen, um die Nutzung der kinetischen Energie der Strömung des Flusses an die Turbine 6 trägt zu den Leitschaufeln, wobei die Schaufeln (16, 17, 18, 19, 20) derart Profilen angeordnet, um die Richtung des Wasserflusses zu ändern, so dass die Richtung seiner Bewegung zu den Rotorschaufeln 14 nähert in die Richtung senkrecht zu der Tangente an die Mittellinie durch den mittleren Durchmesser der Rotorblätter 14 vorbei.

Da das Dichtungsmaterial 14 von Rotorblättern endet, ist jetzt eine Menge von verschiedenen Materialien erhältlich: Kunststoff / flexibel / Gummi verschiedene Modifikationen, Kunststoff und mit einer großen Auswahl von Eigenschaften, die zuverlässig ihre Dichtfunktion nach längerem Gebrauch HPP und unterschiedlichen Temperaturen durchführen können, einschließlich niedrig, und es gibt eine große Vielfalt von Verbundmaterialien auf Basis von Metallen und Strukturen für sie zu den Klingen zu befestigen.

Beispiele 9 und 10 zeigt HPP gleichen Aufbau wie vysheopisyvaemoy damless, aber nur eine kleine Kapazität mit Leichtbaugrundlagen für den Einsatz in kleinen rivulets und Flüsse, beispielsweise Fig. 9 Turm 37 Turbinen, Fundamente und säulen Typ 38/39 und spitzen Stange 40, um mehr Stabilität Turmkraftwerk bei, das Getriebe 41 und der Generator 42.

Auf der Mikro-HPP 10 ist es nicht anders im Design von HPP Turm der 1 und 9, aber es kann in den Fluss von Booten oder Eis Hand abgesenkt werden, wie der Turm selbst 43 Turbinen mit Stiftungen erleichtert Typ verfügt über 44 mit einem geschärften Stab an dessen Ende hält, eine Schneidvorrichtung ähnlich wie Borax.

gewickelt 45 microhydro von Flüssen zu engagieren manuell der Boden auf dem Gerät über Rohre 46, durchbohren, und zusätzliche Stäbe 47. Das Getriebe 48, der Generator 49.

Beschrieben damless HPP werden als kleine Wasserkraftwerke eingestuft, aber solche Wasserturm, der in Abbildung 1 dargestellt sind, ersetzen kann jede stärkste konventionelle HPS-Typ aufgestaut, und Strom mit den niedrigsten Kosten einer Kilowattstunde erzeugen, so dass es keine hochkomplexen erfordert und teure Dämme oder Talsperren, und riesige Vorbereitungsarbeiten, die herkömmlichen Staudämme begleitet.

In diesem Fall ist es notwendig, ein Gateway für vorbeifahrende Schiffe / 11 sind nicht dargestellt / und große oder mittel Fluss Wasserblock auf den Turm 50 mit Lücken zwischen ihnen zu bauen, wie in Abbildung 11 / anstelle des Pfeils 59 für die Durchfahrt von Schiffen und setzen gezeigt Turm 50 HPS /.

Um in vollem Umfang nutzen alle die hydraulische Kraft des Flusses, das ist ein Job, der einen Strom im Wasser macht davon (siehe Lehrbuch für Gymnasien "Hydro", AJ Alexander et al -M:... Energoatomisdat, 1988 Seite 5. 271 [3]), montiert HPP Turm in mehreren Reihen über den Fluss in einem vorgegebenen Abstand voneinander und sind an Strahlkraft und Stabilität Verankerungsvorrichtungen 11 zeigt 51 und 52 Figur nur zwei Reihen von Turm 50 HES befestigt / 1 HPP Türme sind 2 nummeriert, die gleich / ist.

Um starke Einschränkung HPP Flussbett Turm vermeiden können voneinander über dem Flussbett und in einem vorgegebenen Abstand entlang des Flusses, nicht nur in zwei Reihen in einem vorgegebenen Abstand installiert werden, wie in Abbildung 11 dargestellt, aber auch mehrmals mehr, nach dem Berechnungsmodell und Tests.

Darüber hinaus kann das GES aus den einzelnen Verstelleinheiten gebaut werden, Verbinden derselben zusammen, die ihre Getriebe und elektrische Unterwasser-Leistung haben. Darüber hinaus erhält jedes Gerät Turm ist in den Auftrag aufgenommen, wenn es um den Jahreszyklen von Stromschwankungen im Fluss entspricht Flut-it / alle Geräte arbeiten auf einer Höhe / Niedrigwasser Low-Flow - nur zum Beispiel der Boden der Turmblöcke von HPP. Bei der Bildung der Eisdecke umfassen jeweils unteren Einheiten nur unter der Eisdecke zu arbeiten.

In einigen Fällen wird es sinnvoll sein, vor allem auf den Flüssen von Sibirien und dem Fernen Osten während der Bildung der Eisdecke, den Abbau der oberen Blöcke zur Durchführung von Wassertürmen sie unter Vordächern oder drinnen behalten, da dieser Zeitraum meiste Zeit des Jahres ist. Ich erinnere Sie daran, dass alle Wasserkraftwerke miteinander verbunden sind durch Brücken 36, Brücken 51 und 52 Verankerungsvorrichtungen.

Ferner die Schaltung 11 in Fig die Platzierung einzelner HPP zeigt 53, der 2 1 Punkt entspricht / oben beschrieben ist / Breakout Verankerungsvorrichtungen 52, Anker 54 und 55. Die starren Balken Schwimmmittel 56 57 zu dem Strahl mit dem Turm gezeigt HPP 58, beispielsweise in Figur 9.

die vorgeschlagene Konstruktion Mit damless HPP billigen Strom in jeder geographischen Region Russlands, insbesondere auf den Flüssen von Sibirien und dem Fernen Osten, sondern auch auf bislang gebauten Wassernichtenergetische Zwecke bereitstellt, beispielsweise in den Querschnitten des Astrawasserteiler und andere kleine Wassereigenen Wasserteiler, in Bewässerungskanälen . Entwicklung der Fluss Lena wird das Flussbett im Bezirk besonders geeignet ist. Amguema in Tschukotka und Kamtschatka r.Kronotskoy, besonders dort, wo es einen Mangel an Strom.

Darüber hinaus ermöglicht die reduzierte damless HPP Design seine Installation bei jedem Wetter und in kürzester Zeit, da das Kraftwerk fast vollständig vorbereitet / produziert / Fabrik.

Angeboten damless HPP kann im Standalone-Modus mit sequentiellen Aufbau von Kapazitäten für die Erzeugung von Strom für große, mittlere und kleine Rinnsale, oder als Kaskade erfolgreich arbeiten Hunderttausende und Millionen Kilowatt installierter Leistung oder Milliarden Kilowattstunden produzieren.

FORDERUNGEN

1. damless Wasser ein Fundament und Turbinenschaufeln und Membranen enthält, dessen vertikale Achse auf einem Lager montiert und Drucklager Fundament ist mit einem elektrischen Getriebemittel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass es als Turm in den Flussboden Ankervorrichtung befestigt ausgebildet ist, wobei die vertikale Achse erstreckt sich innerhalb des Turbinenturm und Turbinen Diaphragmen sind parallel zueinander und mit Leitschaufeln auf der einen Seite und auf der anderen Seite vorgesehen - zylindrischen Segmenten, wobei die Öffnung durch die hohle Strebe mit Ankerbolzen gesichert.

2. Wasser nach Anspruch 1, wobei die hohlen Strebenverkleidungen in die Führungsöffnung Elementen montiert und installiert.

Wasserkraftwerk nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit vertikalen spitzen Fundament Stange ausgespart in dem Boden des Flusses und der Kern mit dem vorderen Schneidabschnitt und einen Mechanismus zum manuellen Drehen und Befestigungswasser vorgesehen ist.

Druckversion
Erscheinungsdatum 11.01.2007gg