[go: up one dir, main page]

RU2845975C2 - Hydraulic electric machine of underwater design - Google Patents

Hydraulic electric machine of underwater design

Info

Publication number
RU2845975C2
RU2845975C2 RU2022101014A RU2022101014A RU2845975C2 RU 2845975 C2 RU2845975 C2 RU 2845975C2 RU 2022101014 A RU2022101014 A RU 2022101014A RU 2022101014 A RU2022101014 A RU 2022101014A RU 2845975 C2 RU2845975 C2 RU 2845975C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
shaft
shell
stator
neck
Prior art date
Application number
RU2022101014A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022101014A (en
Inventor
Денис Петрович Архутич
Сергей Петрович Рябихин
Александр Васильевич Бочаров
Павел Викторович Горячих
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Гелиоватт"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Гелиоватт" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Гелиоватт"
Publication of RU2022101014A publication Critical patent/RU2022101014A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2845975C2 publication Critical patent/RU2845975C2/en

Links

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydraulic electric machines operating under water. Hydraulic electric machine of underwater design contains stator with winding placed on fixed hollow bearing shaft 1, outer rotor 5 including a sealed shell rotating around the stator, working element 3 fixed outside the sealed shell and located under water, a protective sealing medium. Machine is equipped with tight protective cover with neck 8 forming together with external rotor 5 common tight external rotor cover 2 rotating around stator, elongated along axis of shaft 1 and filled with protective sealing medium. Shaft 1 is inclined in vertical plane along water flow. Machine is made with possibility of operation in generator or motor modes. Neck 8 is located above or below water surface.
EFFECT: invention is aimed at providing reliable waterproofing, providing reliable cooling, increasing structural strength, improving weight and energy indicators, increasing the duration of fault-free operation and overhaul life.
5 cl, 7 dwg

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к области гидравлических электрических машин (далее по тексту - гидравлические ЭМ), расположенных под водой и работающих в генераторном или в двигательном режимах, с рабочим органом в виде пропеллерной турбины или гребного винта.The invention relates to the field of hydraulic electric machines (hereinafter referred to as hydraulic EM) located underwater and operating in generator or motor modes, with a working element in the form of a propeller turbine or a propeller.

Уровень техникиState of the art

Известны различные технические решения, направленные на обеспечение работы электрических машин под водой. Одним из важнейших аспектов при этом является обеспечение надежной гидроизоляции подвижных узлов, прежде всего, герметизации вращающихся валов.There are various technical solutions aimed at ensuring the operation of electrical machines under water. One of the most important aspects is ensuring reliable waterproofing of moving units, primarily sealing of rotating shafts.

Из уровня техники известны уплотнительные устройства приводного вала ходового винта судна, обеспечивающие герметизацию корпуса. Они включают уплотнительные кольца, набивку и другие элементы «Валопровод винтовых судов», Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, 2021 - подробно описаны конструкции дейдвудных уплотнений, включая манжетные, сальниковые и торцевые типы. Макаров Г. В. «Уплотнительные устройства», 2-е изд., 1973 - рассматриваются различные конструкции уплотнений для предотвращения утечек жидкостей и газов, включая судовые решения. Применение уплотнительных устройств позволяет защитить трюмное пространство судна от воды, однако их использование увеличивает трение, что снижает крутящий момент на валу двигателя и увеличивает износ. Это приводит к увеличению себестоимости технического обслуживания и ремонта. При этом эффективность работы таких уплотнений не обеспечивает полного исключения просачивания воды, поэтому для откачивания воды из герметизируемых объемов применяют специальные насосы.The prior art discloses sealing devices for the propeller drive shaft of a vessel that ensure hull sealing. They include sealing rings, packing, and other elements. "Sterntube Seal Line for Propeller Vessels", Admiral S.O. Makarov State University of Maritime and River Fleet, 2021 - describes in detail the designs of stern tube seals, including lip, gland, and end types. Makarov G.V. "Sealing Devices", 2nd ed., 1973 - discusses various seal designs to prevent liquid and gas leaks, including marine solutions. The use of sealing devices allows you to protect the bilge space of a vessel from water, but their use increases friction, which reduces the torque on the engine shaft and increases wear. This leads to an increase in the cost of maintenance and repair. At the same time, the efficiency of such seals does not completely eliminate water seepage, so special pumps are used to pump water out of the sealed volumes.

Известен патент на изобретение KR 1020090008757 А (29.10.2009) «Генератор с вертикальной осью крыльчатки», в котором одной из решаемых задач является защита от воды подшипников и генератора вертикально расположенного вала гидравлической турбины. Для этого полая камера сначала заполняется сжатым воздухом или инертным газом. Вращающийся вал лопасти крыльчатки с вертикальной осью выходит из нижнего входа камеры уплотнения сжатого воздуха, а подшипник и генератор, соединенные с вращающимся валом, располагаются внутри этой камеры. Конструкция турбины является сложной, так как для исключения попадания воды в подшипниковый узел и генератор в процессе установки применяется разборный вал, который последовательно собирают в ходе подводных работ, а ось турбины может иметь только вертикальное положение.Known is the patent for invention KR 1020090008757 A (29.10.2009) "Generator with a vertical impeller axis", in which one of the tasks to be solved is to protect the bearings and generator of a vertically located shaft of a hydraulic turbine from water. To do this, the hollow chamber is first filled with compressed air or an inert gas. The rotating shaft of the impeller blade with a vertical axis comes out of the lower entrance of the compressed air seal chamber, and the bearing and generator, connected to the rotating shaft, are located inside this chamber. The design of the turbine is complex, since in order to prevent water from entering the bearing assembly and generator during installation, a detachable shaft is used, which is successively assembled during underwater work, and the turbine axis can only have a vertical position.

Известен патент на изобретение RU 2557836 С1 (26.08.2015) «Русловая гидроэлектростанция русского инженера Железнякова Сергея Тимофеевича», устанавливаемая на фундамент в искусственном канале. Она может содержать несколько жестких эллиптических корпусов с турбинными модулями. Для увеличения крутящего момента предлагается увеличивать диаметр пропеллерной турбины, а чтобы использовать реки с относительно неглубоким потоком, производится отклонение плоскости вращения лопастей турбины под углом к оси потока. Это позволяет выполнить корпус гидроэлектростанции с эллиптическим поперечным сечением, что снижает общую высоту и позволяет использовать неглубокие речные потоки. Данное решение ориентировано на стационарную генерацию энергии в определенных условиях руслового потока и не затрагивает универсальные решения по герметизации и работе в двигательном режиме, актуальные для мобильных подводных аппаратов.Known is the patent for invention RU 2557836 C1 (26.08.2015) "Run-of-river hydroelectric power station of the Russian engineer Sergei Timofeevich Zheleznyakov", installed on a foundation in an artificial channel. It can contain several rigid elliptical casings with turbine modules. To increase the torque, it is proposed to increase the diameter of the propeller turbine, and to use rivers with a relatively shallow flow, the plane of rotation of the turbine blades is deflected at an angle to the flow axis. This allows the hydroelectric power station casing to be made with an elliptical cross-section, which reduces the overall height and allows the use of shallow river flows. This solution is focused on stationary energy generation in certain conditions of the channel flow and does not affect universal solutions for sealing and operation in the motor mode, which are relevant for mobile underwater vehicles.

Из патента на изобретение RU 2297358 С2 (20.04.2007) «Судно ледового класса… движительный узел и главная двигательная установка судна ледового класса». Судно содержит поворотную главную двигательную установку с движителем, который может быть выполнен в виде гребного винта. Главная двигательная установка может быть снабжена электрическим приводом в виде электродвигателя. При движении судна производится, преимущественно, кормовой оконечностью вперед, при этом вектор тяги движителя может направляться под углом к плоскости ватерлинии путем наклона оси гребного винта в вертикальной плоскости.From the patent for invention RU 2297358 C2 (20.04.2007) "Ice-class vessel... propulsion unit and main propulsion system of an ice-class vessel". The vessel contains a rotating main propulsion system with a propulsor, which can be made in the form of a propeller. The main propulsion system can be equipped with an electric drive in the form of an electric motor. When moving the vessel, the stern end is predominantly forward, and the thrust vector of the propulsor can be directed at an angle to the plane of the waterline by tilting the propeller axis in the vertical plane.

Из патента на изобретение RU 2097266 С1 (27.11.1996) «Главная двигательная установка судна» известна установка, которая может быть установлена косо, так что угол между осью поворота и гребным валом составляет примерно 80°. Гребной винт расположен близко от наклонной кормовой части дна корпуса судна, которая обтекается водой. Наклонное положение двигательной установки обеспечивает работу винта в основном направлении протекающей мимо него воды. Внутри двигательной установки давление поддерживается выше максимального давления воды, так как вода не затекает и не может вызвать повреждений оборудования. Давление поддерживается с помощью компрессорного устройства и управляется автоматом. Данное решение использует принцип создания избыточного давления для герметизации, но требует дополнительных компрессорных систем.From the invention patent RU 2097266 C1 (27.11.1996) "Main propulsion plant of a ship" a plant is known that can be installed obliquely, so that the angle between the axis of rotation and the propeller shaft is approximately 80°. The propeller is located close to the inclined aft part of the bottom of the ship's hull, which is flown around by water. The inclined position of the propulsion plant ensures the operation of the propeller in the main direction of the water flowing past it. Inside the propulsion plant, the pressure is maintained above the maximum water pressure, since water does not leak in and cannot cause damage to the equipment. The pressure is maintained using a compressor device and is controlled automatically. This solution uses the principle of creating excess pressure for sealing, but requires additional compressor systems.

Известна конструкция электродвигателя CN 111152907 А (15.04.2020) работающего под водой с внешним расположением ротора, которую можно считать аналогом. Основным недостатком таких конструкций, использующих традиционные методы герметизации, является наличие контактных уплотнительных колец для защиты внутренней полости от воды, подверженных износу.The design of the electric motor CN 111152907 A (04/15/2020) operating underwater with an external rotor is known, which can be considered an analogue. The main disadvantage of such designs using traditional sealing methods is the presence of contact sealing rings to protect the internal cavity from water, subject to wear.

Известен также патент FR 638393 А (23.05.1928, В63Н 23/34), в котором описана гребная установка с наклонно расположенным валом, проходящим от расположенного на лодке двигателя внутреннего сгорания к подводному гребному винту. Вал частично гибкий и имеет изгиб. Конструкция не содержит электродвигателя, не предназначена для работы в генераторном режиме и не предусматривает средств герметизации подводного привода.Also known is patent FR 638393 A (23.05.1928, B63H 23/34), which describes a propulsion system with an inclined shaft extending from an internal combustion engine located on a boat to an underwater propeller. The shaft is partially flexible and has a bend. The design does not contain an electric motor, is not intended to operate in generator mode and does not provide for means of sealing the underwater drive.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по совокупности существенных признаков является гидравлическая электрическая машина, раскрытая в патенте GB 2 050 525 А.The closest analogue (prototype) in terms of the set of essential features is the hydraulic electric machine disclosed in patent GB 2 050 525 A.

Указанный прототип содержит:The specified prototype contains:

статор с обмоткой, размещенный на неподвижном полом несущем валу;a stator with a winding placed on a fixed hollow supporting shaft;

внешний ротор, включающий вращающуюся вокруг статора герметичную оболочку;an outer rotor comprising a sealed shell rotating around the stator;

рабочий орган, закрепленный снаружи герметичной оболочки и находящийся в воде;a working element fixed outside the sealed shell and located in water;

а также защитную уплотняющую среду, заполняющую герметичную оболочку.as well as a protective sealing medium filling the hermetic shell.

Недостатками данного прототипа являются:The disadvantages of this prototype are:

Герметизация вращающейся роторной оболочки относительно неподвижного вала осуществляется при помощи механических контактных уплотнений, которые подвержены износу, требуют обслуживания, создают потери на трение и не гарантируют полного отсутствия протечек в течение длительного срока эксплуатации, снижая надежность.Sealing of the rotating rotor shell relative to the stationary shaft is carried out using mechanical contact seals, which are subject to wear, require maintenance, create friction losses and do not guarantee the complete absence of leaks over a long service life, reducing reliability.

Принцип герметизации прототипа, основанный на контактных уплотнениях, не позволяет гибко и просто реализовать бесконтактный метод гидроизоляции, основанный на использовании особого конструктивного элемента типа горловины и специфического наклонного расположения машины относительно поверхности воды.The prototype sealing principle, based on contact seals, does not allow for the flexible and simple implementation of a contactless waterproofing method based on the use of a special structural element such as a neck and a specific inclined position of the machine relative to the water surface.

Устройство в прототипе описано преимущественно как генератор, что ограничивает его универсальность, в то время как эффективная работа в двигательном режиме не раскрыта.The device in the prototype is described primarily as a generator, which limits its versatility, while efficient operation in motor mode is not disclosed.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание конструкции гидравлической электрической машины подводного исполнения, способной работать как в генераторном, так и в двигательном режимах.The task, which the claimed invention is aimed at solving, is the creation of a design for a hydraulic electric machine of underwater design, capable of operating in both generator and motor modes.

Технический результат от использования данного изобретения заключается в обеспечении надежной гидроизоляции гидравлических ЭМ, обеспечения надежного охлаждения, увеличение прочности конструкции, улучшения весовых и энергетических показателей, удешевления производства и увеличения сроков безотказной работы гидравлических ЭМ и межремонтного обслуживания. The technical result of using this invention consists in ensuring reliable waterproofing of hydraulic EM, ensuring reliable cooling, increasing the strength of the structure, improving weight and energy indicators, reducing the cost of production and increasing the terms of trouble-free operation of hydraulic EM and inter-repair maintenance.

Поставленная задача решается и указанные технические результаты достигаются за счет того, что гидравлическая электрическая машина подводного исполнения, содержащая статор с обмоткой, размещенный на неподвижном полом несущем валу, внешний ротор, включающий вращающуюся вокруг статора герметичную оболочку, рабочий орган, закрепленный снаружи герметичной оболочки и находящийся в воде, а также защитную уплотняющую среду, заполняющую герметичную оболочку, согласно изобретению, снабжена герметичной защитной оболочкой с горловиной, формирующей с внешним ротором единую герметичную внешнюю роторную оболочку, вращающуюся вокруг статора, вытянутую вдоль оси неподвижного полого несущего вала, при этом неподвижный полый вал расположен с наклоном в вертикальной плоскости вдоль потока воды, машина выполнена с возможностью работы в генераторном или двигательном режимах, а горловина расположена над или под поверхностью воды.The stated problem is solved and the specified technical results are achieved due to the fact that a hydraulic electric machine of underwater design, containing a stator with a winding, placed on a fixed hollow supporting shaft, an external rotor, including a hermetic shell rotating around the stator, a working element, fixed outside the hermetic shell and located in the water, as well as a protective sealing medium filling the hermetic shell, according to the invention, is provided with a hermetic protective shell with a neck, forming with the external rotor a single hermetic external rotor shell, rotating around the stator, extended along the axis of the fixed hollow supporting shaft, wherein the fixed hollow shaft is located with an inclination in a vertical plane along the water flow, the machine is designed with the possibility of operating in generator or motor modes, and the neck is located above or below the surface of the water.

Кроме того, при расположении горловины над поверхностью воды вал закреплен над поверхностью воды к неподвижному основанию при работе в режиме генерации или к подвижному основанию при работе в режиме двигателя.In addition, when the neck is located above the water surface, the shaft is fixed above the water surface to a fixed base when operating in the generation mode or to a movable base when operating in the engine mode.

Кроме того, при расположении горловины под поверхностью воды вал закреплен под поверхностью воды к неподвижному основанию при работе в режиме генерации или к подвижному основанию при работе в режиме двигателя.In addition, when the neck is located under the surface of the water, the shaft is secured under the surface of the water to a fixed base when operating in the generation mode or to a movable base when operating in the motor mode.

Кроме того, единая герметичная внешняя роторная оболочка выполнена разъемной.In addition, the single sealed outer rotor shell is made detachable.

Кроме того, снабжена дополнительным закрепленным неподвижно стационарным валом, расположенным соосно неподвижному полому несущему валу и дополнительной защитной оболочкой, совмещенной с герметичной оболочкой.In addition, it is equipped with an additional fixed stationary shaft, located coaxially with the fixed hollow supporting shaft, and an additional protective shell, combined with the sealed shell.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 - общий вид гидравлической электрической машины с внешним ротором.Fig. 1 - general view of a hydraulic electric machine with an external rotor.

Фиг. 2 - продольный разрез гидравлической электрической машины, показанной на Фиг. 1.Fig. 2 is a longitudinal section of the hydraulic electric machine shown in Fig. 1.

Фиг. 3 - конструктивная схема основного варианта гидравлической электрической машины с внешним ротором.Fig. 3 - design diagram of the basic version of a hydraulic electric machine with an external rotor.

Фиг. 4 - конструктивная схема усиленного варианта гидравлической электрической машины с внешним ротором.Fig. 4 - design diagram of a reinforced version of a hydraulic electric machine with an external rotor.

Фиг. 5 - вариант установки основного варианта гидравлической электрической машины с горловиной (поз. 8) роторной оболочки, расположенной над поверхностью воды.Fig. 5 - installation option of the basic version of a hydraulic electric machine with a neck (pos. 8) of a rotor shell located above the water surface.

Фиг. 6 - вариант установки основного варианта гидравлической электрической машины с горловиной (поз. 8) роторной оболочки, расположенной под поверхностью воды.Fig. 6 - installation option of the basic version of a hydraulic electric machine with a neck (pos. 8) of a rotor shell located under the surface of the water.

Фиг. 7 - вариант установки, усиленной гидравлической электрической машины с горловиной (поз. 8), расположенной над поверхностью воды.Fig. 7 - a variant of installation of a reinforced hydraulic electric machine with a neck (pos. 8) located above the water surface.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Гидравлическая ЭМ состоит из статора 4 состоящего из статорной обмотки и магнитопровода, внешнего ротора 5, состоящего из герметичной оболочки содержащей ферромагнитный контур на внутренней поверхности которого расположены постоянные магниты или магнитопровод с обмоткой возбуждения, неподвижного полого несущего вала 1, герметичной защитной оболочки 2, рабочего органа 3. Статор 4 размещен на неподвижном валу 1. Внешний ротор 5 размещен вокруг статора 4. Защитная оболочка 2 имеет горловину 8 и формирует с ротором 5 единую герметичную внешнюю роторную оболочку, которая может быть разъемной или неразъемной (Фиг.1-3). Рабочий орган 3 размещен на внешней поверхности роторной оболочки. Роторная оболочка и рабочий орган 3 с помощью подшипников (не показаны) могут вращаться относительно статора 4 и неподвижного вала 1. Внутренний объем роторной оболочки может быть заполнен газообразной или масляной уплотняющей средой. Гидравлическая ЭМ фиксируется над поверхностью воды относительно неподвижного или движущегося основания с помощью крепления.The hydraulic EM consists of a stator 4 consisting of a stator winding and a magnetic circuit, an external rotor 5 consisting of a sealed shell containing a ferromagnetic circuit on the internal surface of which permanent magnets or a magnetic circuit with an excitation winding are located, a fixed hollow supporting shaft 1, a sealed protective shell 2, a working element 3. The stator 4 is located on the fixed shaft 1. The external rotor 5 is located around the stator 4. The protective shell 2 has a neck 8 and forms with the rotor 5 a single sealed external rotor shell, which can be detachable or non-detachable (Figs. 1-3). The working element 3 is located on the external surface of the rotor shell. The rotor shell and the working element 3 can rotate relative to the stator 4 and the fixed shaft 1 using bearings (not shown). The internal volume of the rotor shell can be filled with a gaseous or oil sealing medium. The hydraulic EM is fixed above the water surface relative to a fixed or moving base using a mount.

Рабочий орган 3 расположен под водой. В рабочем положении гидравлическая ЭМ наклонена относительно горизонтали, для удержания уплотняющей среды внутри роторной оболочки.The working element 3 is located under water. In the working position, the hydraulic EM is inclined relative to the horizontal to hold the sealing medium inside the rotor shell.

Для увеличения прочности конструкции гидравлической ЭМ и надежности ее фиксации в рабочем положении количество опор может быть увеличено. В этом случае в состав гидравлической ЭМ включен дополнительный неподвижный вал 7, малая герметичная оболочка 6 с горловиной 8. Дополнительный стационарный вал 7 соосен неподвижному полому валу 1. Малая герметичная оболочка 6 конструктивно связана с основной роторной оболочкой и вращается вместе с ней. (Фиг.4) Малая герметичная оболочка, заполнена уплотняющей средой, внутри нее располагается подшипниковый узел. Рабочий орган 3 расположен под водой. В рабочем положении гидравлическая ЭМ фиксируется с помощью креплений дополнительного неподвижного вала 7 и неподвижного полого вала 1 и наклонена относительно горизонтали.To increase the strength of the hydraulic EM structure and the reliability of its fixation in the working position, the number of supports can be increased. In this case, the hydraulic EM includes an additional fixed shaft 7, a small hermetic shell 6 with a neck 8. The additional stationary shaft 7 is coaxial with the fixed hollow shaft 1. The small hermetic shell 6 is structurally connected to the main rotor shell and rotates together with it. (Fig. 4) The small hermetic shell is filled with a sealing medium, and a bearing assembly is located inside it. The working element 3 is located under water. In the working position, the hydraulic EM is fixed using the fasteners of the additional fixed shaft 7 and the fixed hollow shaft 1 and is tilted relative to the horizontal.

Для увеличения теплоотдачи от узлов гидравлической ЭМ омывающей водной среде и возможности использования синхронных машин традиционного исполнения с внутренним расположением вала, ротор может располагаться внутри статора 4. В этом случае внешний статор 4 закреплен на неподвижном полом несущем валу 1. Ротор 5 размещен внутри статора и соединен с торцевой внутренней поверхностью герметичной защитной роторной оболочки. Ротор 5, оболочка 2 и рабочий орган 3 могут вращаться относительно статора 4.To increase heat transfer from the hydraulic EM units to the washing water environment and the possibility of using synchronous machines of traditional design with an internal shaft arrangement, the rotor can be located inside the stator 4. In this case, the external stator 4 is fixed on a fixed hollow supporting shaft 1. The rotor 5 is located inside the stator and is connected to the end inner surface of the hermetic protective rotor shell. The rotor 5, shell 2 and working element 3 can rotate relative to the stator 4.

При работе гидравлическую ЭМ погружают в воду. Несущий полый вал 1 с помощью крепления фиксируют над поверхностью воды таким образом, чтобы горловина 8 роторной оболочки оставалась над поверхностью на высоте, исключающей попадание воды внутрь полой оболочки 2. При этом ось гидравлической ЭМ наклонена относительно горизонтали (Фиг.5).During operation, the hydraulic EM is immersed in water. The supporting hollow shaft 1 is fixed above the water surface using a fastener in such a way that the neck 8 of the rotor shell remains above the surface at a height that prevents water from entering the hollow shell 2. In this case, the axis of the hydraulic EM is inclined relative to the horizontal (Fig. 5).

При работе в генераторном режиме гидравлическая ЭМ крепиться к неподвижному основанию. Рабочий орган 3 в виде пропеллерной турбины преобразует энергию потока воды в крутящий момент роторной оболочки, вращающейся вокруг статора 4. Вырабатывается электрический ток, который передается по кабелю (не показан), проложенному в полом несущем валу 1. При работе в режиме двигателя гидравлическая ЭМ крепиться к подвижному основанию, например, к судну. Напряжение по кабелю подается на гидравлическую ЭМ, ротор 5 начинает вращаться вместе с роторной оболочкой. Рабочий орган 3 в виде гребного винта преобразует крутящий момент гидравлической ЭМ в силу, приложенную к креплению вала.When operating in the generator mode, the hydraulic EM is attached to a fixed base. The working element 3 in the form of a propeller turbine converts the energy of the water flow into the torque of the rotor shell rotating around the stator 4. Electric current is generated, which is transmitted via a cable (not shown) laid in the hollow supporting shaft 1. When operating in the engine mode, the hydraulic EM is attached to a movable base, for example, to a vessel. Voltage is supplied to the hydraulic EM via the cable, the rotor 5 begins to rotate together with the rotor shell. The working element 3 in the form of a propeller converts the torque of the hydraulic EM into a force applied to the shaft mount.

Поток воды может быть плавно текущим по руслу с небольшим уклоном. В этом случае гидравлическая ЭМ может работать как в режиме генерации, так и в режиме двигателя. Поток воды также может быть падающим сверху, например, с плотины. В этом случае гидравлическая ЭМ может работать, как правило, в режиме генерации.The water flow can be smoothly flowing along a channel with a slight slope. In this case, the hydraulic EM can operate both in the generation mode and in the engine mode. The water flow can also be falling from above, for example, from a dam. In this case, the hydraulic EM can operate, as a rule, in the generation mode.

При другом варианте применения несущий вал 1 с помощью крепления фиксируют под поверхностью воды таким образом, чтобы горловина 8 оболочки 2 была в нижней точке роторной оболочки. (Фиг. 6) Вода может подниматься внутри полой роторной оболочки до того уровня, когда давление уплотняющей среды внутри полой оболочки 2 будет больше или равно давлению внешнего столба воды. При этом электрические детали и подшипниковые узлы находятся в уплотняющей среде выше уровня воды. Ось гидравлической ЭМ наклонена относительно горизонтали. Гидравлическая ЭМ может работать в режиме генератора или в режиме двигателя.In another application variant, the supporting shaft 1 is fixed under the water surface using a fastening so that the neck 8 of the shell 2 is at the bottom point of the rotor shell. (Fig. 6) Water can rise inside the hollow rotor shell to the level where the pressure of the sealing medium inside the hollow shell 2 is greater than or equal to the pressure of the outer water column. In this case, the electrical components and bearing assemblies are in the sealing medium above the water level. The axis of the hydraulic EM is inclined relative to the horizontal. The hydraulic EM can operate in the generator mode or in the engine mode.

Поток воды может быть плавно текущим по руслу с небольшим уклоном или падающим сверху, например, с плотины.The flow of water can be smoothly flowing along a channel with a slight slope or falling from above, for example, from a dam.

Машина может быть выполнена в усиленной конструкции. В этом случае в дополнение к основному валу 1 она снабжается дополнительным закрепленным неподвижно стационарным валом 7, расположенным соосно основному, и дополнительной защитной оболочкой 6, совмещенной с основной роторной оболочкой (Фиг. 4, 7).The machine can be made in a reinforced design. In this case, in addition to the main shaft 1, it is equipped with an additional fixed stationary shaft 7, located coaxially with the main one, and an additional protective shell 6, combined with the main rotor shell (Fig. 4, 7).

Claims (5)

1. Гидравлическая электрическая машина подводного исполнения, содержащая статор с обмоткой, размещенный на неподвижном полом несущем валу, внешний ротор, включающий вращающуюся вокруг статора герметичную оболочку, рабочий орган, закрепленный снаружи герметичной оболочки и находящийся под водой, защитную уплотняющую среду, отличающаяся тем, что снабжена герметичной защитной оболочкой с горловиной, формирующей с внешним ротором единую герметичную внешнюю роторную оболочку, вращающуюся вокруг статора, вытянутую вдоль оси неподвижного полого несущего вала и заполненную защитной уплотняющей средой, а неподвижный полый вал расположен с наклоном в вертикальной плоскости вдоль потока воды, причем машина выполнена с возможностью работы в генераторном или двигательном режимах, а горловина расположена над или под поверхностью воды.1. A hydraulic electric machine of underwater design, comprising a stator with a winding, placed on a fixed hollow supporting shaft, an outer rotor, including a sealed shell rotating around the stator, a working element, secured outside the sealed shell and located under water, a protective sealing medium, characterized in that it is equipped with a sealed protective shell with a neck, forming with the outer rotor a single sealed outer rotor shell, rotating around the stator, extended along the axis of the fixed hollow supporting shaft and filled with a protective sealing medium, and the fixed hollow shaft is located with an inclination in a vertical plane along the water flow, wherein the machine is designed with the possibility of operating in generator or motor modes, and the neck is located above or below the surface of the water. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что при расположении горловины над поверхностью воды вал закреплен над поверхностью воды к неподвижному основанию при работе в режиме генерации или к подвижному основанию при работе в режиме двигателя.2. The machine according to item 1, characterized in that when the neck is located above the surface of the water, the shaft is secured above the surface of the water to a fixed base when operating in generation mode or to a movable base when operating in engine mode. 3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что при расположении горловины под поверхностью воды вал закреплен под поверхностью воды к неподвижному основанию при работе в режиме генерации или к подвижному основанию при работе в режиме двигателя.3. The machine according to item 1, characterized in that when the neck is located under the surface of the water, the shaft is secured under the surface of the water to a fixed base when operating in generation mode or to a movable base when operating in engine mode. 4. Машина по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что единая герметичная внешняя роторная оболочка выполнена разъемной.4. A machine according to any of paragraphs 1-3, characterized in that the single sealed outer rotor shell is made detachable. 5. Машина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что снабжена дополнительным закрепленным неподвижно стационарным валом, расположенным соосно неподвижному полому несущему валу и дополнительной защитной оболочкой, совмещенной с герметичной оболочкой.5. A machine according to any one of paragraphs 1-4, characterized in that it is equipped with an additional fixed stationary shaft located coaxially with the fixed hollow supporting shaft and an additional protective shell combined with the hermetic shell.
RU2022101014A 2022-01-18 Hydraulic electric machine of underwater design RU2845975C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022101014A RU2022101014A (en) 2023-07-18
RU2845975C2 true RU2845975C2 (en) 2025-08-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR638393A (en) * 1927-07-28 1928-05-23 Brev Et Procedes Bessiere Soc Canoe propulsion system
GB2050525A (en) * 1979-03-13 1981-01-07 Plot Ltd C A Generator
SU977277A1 (en) * 1981-04-22 1982-11-30 Предприятие П/Я Р-6397 Current-collecting device for ship propeller shaft
JPS62137297A (en) * 1985-12-10 1987-06-20 Kaiyo Kagaku Gijutsu Center Watertight rotation transmitting device
RU2297358C2 (en) * 2005-03-22 2007-04-20 Александров Владимир Леонидович Ice ship, mainly double-duty tanker, method of navigation of ice ship, propulsion unit and main engine plant of ice ship
JP2017227176A (en) * 2016-06-23 2017-12-28 株式会社プロスパイン Hydroelectric generator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR638393A (en) * 1927-07-28 1928-05-23 Brev Et Procedes Bessiere Soc Canoe propulsion system
GB2050525A (en) * 1979-03-13 1981-01-07 Plot Ltd C A Generator
SU977277A1 (en) * 1981-04-22 1982-11-30 Предприятие П/Я Р-6397 Current-collecting device for ship propeller shaft
JPS62137297A (en) * 1985-12-10 1987-06-20 Kaiyo Kagaku Gijutsu Center Watertight rotation transmitting device
RU2297358C2 (en) * 2005-03-22 2007-04-20 Александров Владимир Леонидович Ice ship, mainly double-duty tanker, method of navigation of ice ship, propulsion unit and main engine plant of ice ship
JP2017227176A (en) * 2016-06-23 2017-12-28 株式会社プロスパイン Hydroelectric generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2551050C1 (en) Power plant
CA2322882C (en) Extracting power from moving water
TWI437163B (en) Water current power generation system
US8659180B2 (en) Power generation apparatus
CA2388513C (en) Power station using ocean currents
US8766471B2 (en) Energy generation apparatus for ships
US5722864A (en) Marine propulsion system
MX2010002907A (en) Fin-ring propreller for a water current power generation system.
CN111232173A (en) Double-stator-driven power unit integrated spiral mixed-flow water jet propulsion pump
RU2845975C2 (en) Hydraulic electric machine of underwater design
WO2005016743A1 (en) Turbo-jet pump and water jet engine
AU2011200665A1 (en) Power Generation Apparatus
CN102734045A (en) Hydroelectric generation and electric drive variable pitch screw drainage propulsion system for submarine
JP2022521742A (en) Hydroelectric power generator
CN110234867B (en) Water flow power generation device
CN108001660A (en) Underwater power pack containing centrifugation radiator
KR20240112893A (en) cyclorotor
US12466534B2 (en) Mobile underwater power generation system for ocean-going vessel
CN114465399B (en) Rim propeller
Jokinen et al. Power unit for research submersible
AU2007100383A4 (en) Mini inline jet pump
JP2018123754A (en) Water flow power generator
CN207809738U (en) Propeller containing double rolling bearing
CN116201678A (en) Ship energy storage system based on wave beat type pneumatic turbine power generation and ship
CN119872854A (en) Application of ship auxiliary propeller in multipoint propulsion