Миниэлектростанция

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Селяхович Александр Александрович(72) Автор Селяхович Александр Александрович(73) Патентообладатель Селяхович Александр Александрович(57) 1. Мини-электростанция, содержащая две пары запрессованных на валах вращения зубчатых колес, охваченных цепями и образующих в совокупности цепные передачи, и изогнутые лопасти, закрепленные на цепях, а также генератор электрического тока, соединенный как минимум с одним зубчатым колесом, отличающаяся тем, что лопасти имеют форму фрагмента цилиндрической поверхности, заключенного между двумя образующими, и ориентированы так, что образующие цилиндрической поверхности параллельны валам вращения, а на лопастях с вогнутой стороны установлены перегородки. 2. Мини-электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что перегородки установлены перпендикулярно образующим цилиндрической поверхности лопасти. 3. Мини-электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что перегородки установлены параллельно образующим цилиндрической поверхности лопасти. 4. Мини-электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что перегородки установлены в шахматном порядке. 5. Мини-электростанция по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что перегородки установлены съемными. 100882014.04.30 Полезная модель относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам, в которых используются возобновляемые источники энергии. Она может быть использована в качестве средне- и маломощного автономного источника электроэнергии, а также для преобразования энергии водного потока в другие виды механической энергии. В настоящее время во многих странах интенсивно ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по освоению возобновляемых, в том числе маломощных, децентрализованных источников электроэнергии. Известен бесплотинный наплавной гидроагрегат 1, содержащий на раме пластинчатый конвейер, снабженный двумя парами зубчатых колес. Зубчатые колеса охвачены цепями, на которых и между которыми шарнирно закреплены пластины. На этих пластинах шарнирно установлены прямолинейные лопасти с ограничением своего поворота с помощью упоров, которые расположены на пластинах. При этом как минимум с одним зубчатым колесом соединен генератор электрического тока. Недостатком такого устройства является неэффективность применения прямолинейных лопастей, что вызывает необходимость применения упоров и шарнирной установки лопастей, а это приводит к усложнению конструкции гидроагрегата и снижению безотказного ресурса в эксплуатации. Усовершенствованием данной конструкции явилось создание бесплотинного наплавного гидроагрегата 2, у которого имеются известные признаки из аналога 1, но лопасти выполнены не прямолинейными, а частично изогнутыми, и они не шарнирно, а жестко присоединены к пластинам пластинчатого конвейера. Благодаря разнице в полезных площадях выпуклых и вогнутых частей изогнутых лопастей возникают разные по величине силы от действия потока воды, что позволило отказаться от шарнирного крепления лопастей и ограничения их поворота упорами, как в аналоге 1. Однако применение пластинчатого конвейера с шарнирным креплением его пластин к цепям и с жестким креплением к этим пластинам изогнутых пластин оставляет в конструкции гидроагрегата 2 некоторую сложность и громоздкость. Кроме того, из-за наличия в изогнутых лопастях прямолинейных участков снижается эффективность использования лопастей. Наиболее близким по техническому решению к заявляемой полезной модели является бесплотинный наплавной гидроагрегат 3, который содержит две пары зубчатых колес,охваченных цепями и образующих в совокупности цепные передачи. Зубчатые колеса каждой пары напрессованы на общие валы, установленные в подшипниках. К цепям с внутренних их сторон приварены изогнутые лопасти. Как минимум с одним зубчатым колесом соединен генератор электрического тока. Однако такое техническое решение имеет существенный недостаток. Коэффициент полезного действия этого агрегата сравнительно невысок. Он будет тем выше, чем меньше коэффициент лобового сопротивления при обтекании лопасти с выпуклой стороны и чем больше коэффициент лобового сопротивления при обтекании ее с вогнутой стороны. Возможности дальнейшего снижения коэффициента лобового сопротивления при обтекании с выпуклой стороны практически исчерпаны, поскольку применение лопастей с более совершенной аэродинамической и гидродинамической формой не приводит к существенному повышению коэффициента полезного действия, но значительно затрудняет крепление лопастей в устройстве. Задача полезной модели состоит в повышении коэффициента полезного действия за счет увеличения коэффициента лобового сопротивления при обтекании лопасти с вогнутой стороны. Поставленная задача решается созданием мини-электростанции, содержащей две пары запрессованных на валах вращения зубчатых колес, охваченных цепями и образующих в совокупности цепные передачи, и изогнутые лопасти, закрепленные на цепях, а также генератор электрического тока, соединенный как минимум с одним зубчатым колесом. Новым является то, что лопасти имеют форму фрагмента цилиндрической поверхности,2 100882014.04.30 заключенного между двумя образующими, и ориентированы так, что образующие цилиндрической поверхности параллельны валам вращения, а на лопастях с вогнутой стороны установлены перегородки. Перегородки могут быть установлены перпендикулярно образующим цилиндрической поверхности лопасти, параллельно, а также в шахматном порядке. Перегородки также могут быть съемными. На фиг. 1 представлена мини-электростанция с расположением перегородок в лопастях перпендикулярно образующим. На фиг. 2 представлена мини-электростанция с расположением перегородок в лопастях параллельно образующим. На фиг. 3 представлена мини-электростанция с расположением перегородок в лопастях в шахматном порядке. Мини-электростанция содержит напрессованные на вал 1 два зубчатых колеса в виде звездочек 2 и 3, которые образуют первую пару. А звездочки 4 и 5, напрессованные на второй вал 6, составляют вторую пару. Цепи 7 и 8 охватывают обе пары, образуя цепные передачи. К внутренним сторонам цепей 7 и 8, обращенных друг к другу, прикреплены лопасти 9, имеющие форму фрагмента цилиндрической поверхности, заключенного между двумя образующими, и ориентированные таким образом, что образующие цилиндрической поверхности параллельны валам. На вогнутой стороне лопастей 9 установлены перегородки (частные случаи установки перегородок отражены на позициях 10, 11, 12 соответственно перпендикулярно, параллельно образующим цилиндрических поверхностей лопастей 9 и в шахматном порядке). На валу 6 запрессована шестерня 13, которая входит в зацепление с шестерней 14, запрессованной на валу 15. На другом конце вала 15 находится запрессованный на нем шкив 16, кинематически связанный с помощью ременной передачи со шкивом 17 генератора электрического тока 18. Валы 1 и 6 установлены в подшипниках, которые на фигурах не показаны. Мини-электростанцию устанавливают в местах, где имеется движущийся водяной поток (на подвесках моста, на дне реки, на заякоренном катамаране и т.п.). Мини-электростанция работает следующим образом. Движущийся водный поток, действуя на нижние вогнутые лопасти, смещает их в направлении движения потока. Через цепные передачи усилие передается на звездочки 2, 3, 4 и 5, что приводит к вращению валов 1 и 6 в подшипниках. Вместе с валом 6 приходит во вращение и шестерня 13, а так как она находится в зацеплении с шестерней 14, то и эта шестерня тоже. Через вал 15 вращение передается на шкив 16, а через ременную передачу - на шкив 17 генератора электрического тока 18. Этот генератор и вырабатывает электрическую энергию. Поскольку верхние выпуклые (по отношению к движущемуся водному потоку) лопасти находятся в воздухе или незначительно погружены в воду, они оказывают лишь небольшое противодействие вращательным движениям. Нижние же вогнутые (по отношению к движущемуся водяному потоку) лопасти вследствие наличия перегородок имеют большой коэффициент лобового сопротивления. Поэтому сила, действующая на них со стороны водного потока, возрастет по сравнению со случаем, когда перегородки отсутствуют. В результате возрастет крутящий момент на валу генератора электрического тока и коэффициент полезного действия мини-электростанции. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4