Бесплотинная гидроэлектростанция

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Ковдерко Владимир Эдуардович Малявко Леонид Петрович(72) Авторы Ковдерко Владимир Эдуардович Малявко Леонид Петрович(73) Патентообладатель Ковдерко Владимир Эдуардович Малявко Леонид Петрович(57) 1. Бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая водозаборник, водовод, форкамеру с возможностью закручивания водного потока, гидротурбину, выходной раструб, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ускоритель водного потока с водозаборником и защитные сетки на водозаборниках. 2. Бесплотинная гидроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что на внутреннюю поверхность форкамеры для закручивания водного потока приварены стальные полосы. 3. Бесплотинная гидроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в зазоре между рабочим водоводом и ускорителем водного потока смонтированы трубы для поступления атмосферного воздуха. 4. Бесплотинная гидроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя плоскость выходного раструба имеет выпуклую форму. 44742008.06.30 Предлагаемое устройство относится к гидроэлектроэнергетике и может быть использовано для выработки электрической энергии на объектах Агропрома - летних лагерях содержания скота, теплицах, дождевальных установках, любых других объектах - с целью замены дизельных электростанций и силовых установок. Устройство может быть применено на средних и больших реках, а в отдельных случаях и на крупных магистральных каналах мелиоративных систем. Для обеспечения работы установки не требуется устройства водоподъемных плотин, поскольку наращивание кинетической энергии водного потока обеспечивается за счет увеличения его скорости. Предлагаемая полезная модель ориентирована на использование в безледный период года, однако не исключается возможность ее эксплуатации на средних и больших реках зимой. Известно значительное количество гидроэлектрических установок рассматриваемого класса 1-14, различающихся конструкциями рабочего органа (водяного колеса) и несущими их основаниями (плавучие, закрепленные непосредственно на водоводах прямоугольного сечения, донные). Каждая из них имеет свои положительные и отрицательные стороны. Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности, назначению и достигаемому результату является Гидроэлектростанция В.В. Соловьева 10, содержащая водозаборное устройство водовод устройство, закручивающее рабочий водный поток, состоящее из спирально приваренных к стенке форкамеры стержней осевую турбину выводящую трубу, изогнутую коленом, для сброса отработавшего потока на поверхность речной воды. Установка достаточно простая и технологичная, ее можно изготовить в хозяйственных мастерских. К недостаткам следует отнести незащищенность рабочего органа от шуги и других плывущих предметов, как на поверхности воды, так и в притопленном состоянии,значительные потери энергии рабочего потока в колене. Согласно полезной модели, в значительной степени решается проблема защиты рабочего органа от плавающих предметов, уменьшаются потери кинетической энергии рабочего потока путем введения дополнительных конструктивных элементов. Этому же способствует конструкция нижней плоскости выходного раструба. Техническая задача заключается в создании устройства с более высокими техникоэкономическими характеристиками для преобразования энергии водных потоков с незначительной начальной скоростью в электрическую энергию. Это позволит использовать энергию великого множества равнинных рек без затопления их пойм. Конструктивные усовершенствования устройства позволят использовать его не только в теплые периоды года, но и после ледостава. Сущность полезной модели заключается в введении новых конструктивных элементов и модернизации существующих. В предлагаемой полезной модели предусмотрены защитные сетки, исключающие попадание в гидротурбину негабаритных плавающих предметов. Коленообразный вывод водного потока прототипа заменен на ускоритель. Он играет роль водоструйного насоса, увеличивающего скорость, а, следовательно, кинетическую энергию рабочего потока. При выводе его непосредственно в окружающую водную среду, теряется значительная часть кинетической энергии на преодоление сопротивления среды. У прототипа рабочий поток выводится из рабочей камеры через коленообразный участок водовода, что обеспечивает сброс его непосредственно на поверхность речной воды. Определенный позитивный результат, бесспорно, имеет место, но и потери остаются, поскольку рабочему потоку приходится резко менять направление. В предлагаемой полезной модели в зазоре между рабочим водоводом и ускорителем монтируется устройство для затягивания атмосферного воздуха. Благодаря этому в полости ускорителя образуется воздушно-водяная смесь, имеющая меньшую плотность по сравнению с окружающей водой. Благодаря особому профилю нижней плоскости выходного раструба, газированный рабочий поток всплывает на поверхность водной массы, чем достигается значительное снижение потерь кинетической энергии при входе потока в окружающую среду. 2 44742008.06.30 Основной технический результат полезной модели заключается в увеличении скорости рабочего водного потока за счет вытягивающего действия ускорителя и образования в его полости более легкой водно-воздушной смеси. Это позволяет снимать бльшую мощность при одинаковых поперечных сечениях рабочего водного потока. Дополнительные технические результаты обусловлены 1) использованием для раскручивания рабочего водного потока спирально приваренных на внутренней поверхности форкамеры стальных полос, вместо круглых стержней, что ведет к повышению КПД гидротурбины 2) применением защитных сеток на боковых стенках водозаборника, что резко снижает вероятность попадания в гидротурбину негабаритных плавающих предметов,способных вызвать ее поломку 3) аэрацией водного потока в ускорителе, что повышает КПД устройства за счет снижения энергии выхода рабочего потока в окружающую среду. На фигуре показан общий вид устройства, состоящего из корпуса (1) с водозаборником квадратного или прямоугольного сечения. На боковые стенки водозаборника шарнирно навешивают защитные сетки (2) с возможностью их раздвигания на угол, обеспечивающий вхождение речного потока с внутренних сторон сеток. Это необходимо для периодического удаления с внешних поверхностей защитных сеток накопившегося мусора. В передней части корпуса (форкамере) спирально приваривают направляющие (3) для закручивания рабочего водного потока. Непосредственно за форкамерой монтируют гидротурбину (4) и привод на электрогенератор (7). На противоположном конце корпуса (1) с помощью деталей (8) монтируют ускоритель водного потока (5) с водозаборником и защитными сетками (2). В зазор между корпусами (1) и (5) монтируют трубы (6) для поступления атмосферного воздуха с целью аэрации рабочего водного потока, а, следовательно,для уменьшения энергии его входа в окружающую среду. Ради достижения оптимального результата, нижней плоскости выходного раструба ускорителя придается выпуклая форма, чтобы выход рабочего водного потока осуществлялся возможно ближе к поверхности. Аэрация водной массы в ускорителе обеспечит существование полыньи при умеренных морозах. Свайные упоры (10) не являются обязательными конструктивными элементами полезной модели, их наличие определяется конструкцией механизма, раздвигающего защитные сетки (2). Фиксация устройства может осуществляться тросами, закрепляемыми на береговых упорах или русловом упоре (9). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3