Устройство для использования энергии потока жидкости

 

Использование: в н/х при строительстве электростанций без подъема воды в реке плотинами. Сущность изобретения: энергия потоков большого поперечного сечения на входе будет равна энергии в выходном потоке. 1 ил.

Изобретение относится к области гидростроения и может быть использовано в народном хозяйстве при строительстве электростанций без подъема воды в реке плотинами.

Известны энергетические устройства, преобразующие кинетическую энергию потока реки в электрическую. Такие установки для использования энергии текучей среды не дают полного использования энергии стержневого потока реки.

Самой близкой по техническому решению к изобретению является гидроэнергетическая установка для использования энергии потока воды, состоящая из плавучего основания и регулируемого водозаборника, выполненного в виде выдвижных щитов. Щиты погружаются в воду и могут поворачиваться вокруг шарнира. Регулятор устанавливает заданный угол раскрытия щитов и выдвигают щиты на определенную длину.

Недостатком этого устройства является плохая организация потока. Выдвижные щиты водозабора не могут выдержать широкого потока воды. Станции наплавной конструкции легко повреждаются весенними ледоходами, а также бревнами и другими плывущими предметами.

Указанный недостаток устраняется устройством для использования энергии потока воды, которое содержит основание с установленным на нем трапециевидным водозаборником ниже уровня поверхности воды, у которого в продолжающихся параллельных стенах водозаборника сделаны квадратные окна, к которым с внешней стороны под углом 30-45^о установлены направляющие стены для боковых потоков.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Концентратор энергии потока реки состоит из фундамента 1 - железобетонной прямоугольной плиты, длина которой в три раза больше ширины, которую укладывают на дно реки. При этом ось симметрии по длине совпадает с направлением потока. Толщина плиты определяется расчетами на прочность для данной конструкции. Направляющие водозабора - это две железобетонные стены 2, установленные вертикально к фундаменту и под углом 30-45^о к направлению потока, верхние концы стен подведены на расстояние ширины фундамента, нижние сведены внутрь, высота стен ниже уровня воды в самые маловодные сезонные периоды. Параллельные направляющие потока - это две железобетонные стены 3 с размерами по длине от концов стен до нижнего основания фундамента 1. Квадратные окна 4 в стенах 3 служат для пропуска воды боковых потоков, размеры их определяют величиной квадрата со стороной 1/3 высоты стены 3. Имеются также железобетонные направляющие 5 внешних потоков воды через окна 4 в поток между параллельными стенами 3.

Устройство работает следующим образом. Поток воды а с постоянной скоростью захватывается водозабором, образованным стенами 2, в котором на участке сужения он преобразуется в поток б, скорость которого увеличивается, в результате чего по закону Д.Бернулли давление в потоке начинает понижаться, и в канале, образованном параллельными направляющими, вакуум потока в достигает максимальной величины, в результате чего давление во внешних потоках г будет выше, чем в потоке в, и вода устремится через окна 4 в канал между параллельными стенами, произойдет суммирование энергии прямого потока а и потока г, поступающего через отверстия в параллельных стенах, что, в свою очередь, приведет к увеличению скорости потока в, потому что масса входящего потока протекает через канал с меньшим поперечным сечением. Таким образом, энергия потоков а и г большого поперечного сечения на входе согласно закону сохранения энергии будет равна энергии в выходном потоке, который в несколько раз меньше в поперечном сечении.

Энергия прямого и боковых потоков суммируется, скорость потока увеличивается и помещенная в этом потоке шнековая турбина с генератором вырабатывает электроэнергию.

Изобретение обеспечит работу гидроагрегатов путем использования кинетической энергии потока реки в ее природных берегах без подъема и накопления запасов воды в водохранилищах.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ, содержащее установленные на основании трапециевидный водозаборник, вертикальные боковые стенки и гидротурбину, установленную между вертикальными стенками, при этом в последних выполнены заборные отверстия с направляющими, установленными под углом к продольной стене устройства, отличающееся тем, что оно снабжено клапанами, установленными в заборных отверстиях, а угол установки боковых стенок составляет 30 - 45^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1