Гидроагрегат для использования энергии текучей среды

/00 1)5 Е 03 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССМ 1469201, кл. Р 03 В 13/00, 1986(54) ГИДРОАГРЕГАТ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ(57) Сущность изобретения: закрепленныенэ вертикальном роторе лопасти установлены с возможностью поворота вокруг своих Изобретение относится к гидроагрегатам для использования энергии текучей среды и может быть использовано в качествестационарных плавающих гидроэлектростанций.Цель изобретения - увеличение коэффициента использования энергии текучей среды,Указанная цель достигается тем, чтогидроагрегат, содержащий вертикальныйротор с расположенными на нем лопастямигидродинамического симметрического профиля, установленными с возможностью вращения вокруг собственных осей,параллельных оси вращения ротора, закрепленный на днище дискообразного понтона, снабжен механизмом циклическогоуправления лопастями, расположенным вцентре вращения ротора и кинематическисвязанным с лопастями посредством радиальных валов и конических зубчатых колес.При вращении ротора каждая лопасть.дважды изменяет угол атаки от нулевого до максимального значений, тэк как все лопасти раллельных оси ротора, Электрогеустановлен над уровнем воды. Лоыполнены гидродинамического и их оси размещены со смещением у передней кромки лопасти от ценмического давления. Ротор устапод понтоном. Гидроагрегат механизмом поворота лопастей, понтоном и горизонтальной штаноединения генератора с опорным м, к к-рому прикреплены якорные п.ф-лы, 3 ил,осей, па нератор пасти в профиля в сторон тра дина новлен снабжен опорным гой для с понтоно цепи, 1 з взаимосвязаны между собои механизмом управления и постоянно ориентированы к направлению потока передними кромками, что позволяет плавно изменять гидродинамический режим работы каждой лопасти на всей ометаемой поверхности. Статор генератора жестко установлен в центре вращения ротора гидроагрегата над поверхностью воды, а вал якоря жестко связан с горизонтальной штангой, второй конец которой опирается на опорный понтон, крепящийся якорными цепями и якорями в потоке.На фиг,1 изображен общий вид гидроагрегата; на фиг,2 - кинематическая схема механизма управления лопастями; на фиг.3 - азимутальное положение лопастей при вращении ротора.Гидроагрегат содержит дискообразный понтон с ротором 1, лопасти 2, механизм управления лопастями 3, электрогенератор 4, штангу крепления 5, опорный понтон б, якоря 7, конические шестерни привода лопастей 8, радиальные валы привода 9, кор 1828939пус механизма управления 10, наклонную ось кривошипа 11, коническую шестерню ориентации 12, кронштейн 13, вильчатый поводок ориентации 14, втулку с радиальными цапфами 15, вильчатый поводок установкй угла атаки 16, подшипники 17, ползун 18, шестерню согласования 19, направляющую ась 20 и аси 21 лопастей,Гидроагрегат работает следующим образом,Дискообразный понтон с ротором 1 и установленными на нем лопастями 2, механизмом управления лопастями 3, злектрагенераторам 4 удерживается в потоке горизонтальной штангой 5, неподвижно закрепленной на валу якоря генератора и вторым концом опирающейся на опорный понтон б, к которому крепятся якорные цепи и якоря 7. Лопасти гидродинамического профиля со смещением оси вращения 21 к передней кромке ат динамического центра давления патока 2 расположены под днищем на равных ззимутальных углах друг от друга и кинематически соединены с механизмом управления 3, установленном в центре вращения посредством конических шестерней привода лопастей 8 и радиальных валов 9. Водный поток, воздействуя на лопасти, стремится установить их во флюгерное положение и, моменты сил, разворачивающие лопасти, передаются механизму управления, обеспечивающему установку углов атаки и ориентацию лопастей к направлению потока эа все время вращения ротора, в результате чего нэ них возникают гидродинамические силы, создающие суммарный момент вращения ротора гидроагрегата. Заданные углы атаки лопастей автоматически поддерживаются механизмом за весь период вращения ротора в зависимости ат их азимутальнога полокения относительно потока.Механизм управления циклическим отклонением лопастей позволяет изменять значение и направление суммарных гидро- динамических сил лопастей и передает движение с элемента системы управления на вращающиеся лопасти, и состоит из корпуса 10, в падшипникавых узлах котарага радиально расположены кривошипно-шатунные механизмы качающейся шайбы, кривошип каждого из которых связан с лопастью радиальным валом 9. Оси криво- шипов крепятся к наклонным асям 11, установленным пад углам, равным 45 О, На наклонные аси 11 надеты и поворачиваются втулки с радиальными цэпфами 15, на которые шэриирна устанОВлены два Вильчатых повадка 14 и 16. Вильчатый поводок 14 обеспечивает ориентацию лопасти к патоку, 35 энергии текучей среды, содержащий вертикальный ротор с закрепленными на нем лопастями, установленными свозможностью поворота вокруг своих осей параллельных 50 оси ротора, электрогенератор, установленный над уровнем воды, понтон в виде диска и якорные цепи для крепления агрегата по дну, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения КПД, лопасти выполнены гидро динамического профиля, и оси их вращенияразмещены со смещением в сторону передней кромки лопасти от центра динамического давления, ротор установлен под понтоном, а гидроагрегат снабжен механиз 5 10 15 20 25 30 его ось расположена под углом 90 к осевой кривошипа и поворачивается в подшипнике кронштейна 13, установленного на шестерне ориентации 12 свободно поворачивающейся на оси кривошипа, Вильчатый поводок 16 отклоняется в вертикальной плоскости на угол Р, не превышающий угол а, и обеспечивает установку угла атаки лопасти. Ось поводка 16 вращается в подшипнике 17, шарнирно прикрепленном к ползуну 18, перемещающемся па направляющей оси 20, Шестерни ориентации 12 всех пространственных кривошипно-шатунных механизмов входят в зацепление с общей шестерней согласования 19, свободно вращающейся на направляющей оси 20, В статическом положении ротора угль 1 отклонения лопастей ат флюгерного положения определены их азимутальным положением относительно направления потока. Нэ линии, перпендикулярной направлению потока, т,е, на углах 0 и 180 углы отклонения лопастей равны Оо, а на линии, совпадающей с направлением потока, т.е. на эзимутальных углах 90 и 270 они максимальны и определяются отношением - - ; Изменение углов атаки осущест 2вляется перемещением ползуна 18 вверх или вниз.Обозначив угол отклонения лопасти р, азимутальный угол положения лопасти р угол отклонения каждой лопасти определяется па формуле: Изменение величины углов атаки лопастей позволяет регулировать скорость вращения гидроагрегата и осуществлять его остановку. Формула изобретения 1. Гидраагрегат для использования;//Я 3//(о 3 777 7"77 7 7 777 77 4 мом поворота лопастей, опорным понтоном и горизонтальной штангой для соединения генератора с опорным понтоном, к которому прикреплены якорные цепи,2, Гидроагрегат по п.1, о т л и ч а го щ ий с я тем, что механизм поворота лопастел содержит корпус, ползун, шестернго согласования азимутальных углов лопастей и вертикальные конические шестерни, радиальные валы, кривошипно-шатуннь 1 а механизмы, парь шестерен по количаству лопастей, при этом ползун установлен в корпусе с возможностьо перемещения вдоль своей вертикальной оси, кривошипно-шатунные механизмы размегцены в корп/се радиально и шарирно соединены с ползу ном с одной стороны и с верт 1 икальнымиконическими шестернями и радиальными вагами "- с др/ГОЙ, адиал/ 1 ые ва/1 ь посре" ством пар шестерен соединень с Осями лопастей, е еестерня согласованя сГОЬОд 110 Дустановлена на оси ползуэ и кинем;1 ти е ски связана СО всеми веет 1:альн 11 м 1; кони.ческими иестеоняьи,1828939 Т.Козло Реда КНТ СССР роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 2471 ВНИИПИ оставитель В.Микуленокехред М,Моргентал Корректор Н.Кеш Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5