CS198349B1

CS198349B1 - Hydraulic impulse turbine

Info

Publication number: CS198349B1
Application number: CS745379A
Authority: CS
Inventors: Zoltan Hosszurety
Original assignee: Zoltan Hosszurety
Priority date: 1974-07-29
Filing date: 1974-07-29
Publication date: 1980-06-30

Description

ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (19) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVEDČCNIU 198349 (lij (Bl) (51) Int. Cl.3 F03B 1/00 (22) Přihlášené 29 07 74(21) (PV 5379-74) ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (40) Zverejnené 17 09 79 (45) Vydané 30 03 82 (75)

Autor vynálezu HOSSZÚRÉTY ZOLTAN ing. CSc., KOSICE (54) Rovnotlaká vodná turbína

Vynález rieši nový typ vodnéj turbínyv oblasti nižších specifických otáčok v kto-rej doteraz najvhodnejším typom sú Pelto-nové turbíny. Peltonové turbíny sú však ne-výhodné pre vysokú výrobnu cenu, tvar lo-patiek je z výrobného hTadiska zložitý, vy-hotovujú sa odlievaním a převážná časťopracovania sa vykonává ručně. Cenu Pelto-nových turbín podstatné zvyšuje zložité re-gulačně zariadenie najmá pri vyšších Speci-fických otáčkách, kedy sa používá až šesťdýz. Zvláštnosti konštrukcie Peltonovýchturbín sťažujú zavedenie moderných pro-duktivných technologických postupov výro-by a strojného opracovania v takej miere,ako je to možné u iných typov vodných tur-bín, preto sa výrobna cena Peltonových tur-bín relativné k cene iných typov vodnýchturbín neustále zvyšuje.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstraněnéú rovnotlakej vodnej turbíny. Hlavně častitejto turbíny tvoří privádzač, ktorý obklopu-je oběžné kolo ako špirála, a oběžné kolo.V privádzači sa celá tlaková energia přemě-ní na kinetická a táto sa v obežnom kole priatmosferickom tlaku změnou směru prúde-nia premení na mechanická prácu. Z pri-vádzača prúdi voda přibližné tangenciálněcez vstupný otvor vo valcovom plášti oběž- ného kola k vstupnej hrané kanálu oběžné-ho kola. Kanál oběžného kola je vytvořenýdvoma tlačnými lopatkami a vodiacimi čas-ťami připevněnými ku kotúču, ktorý tvořídno nádoby válcového plášťa oběžného kola. Základný tvar kanálu je daný dvoma tlač-nými lopatkami ohnutými a pootočenýmiproti sebe tak, že kanál nadobudne přibliž-né tvar písmena „S“. Steny kanálu sú vytvo-řené okrem lopatiek nosným kotúčom lopa-tiek, ktorý je ob.yčajne voči osi otáčaniašikmý. Šikmá poloha nosného kotúča je vo-lená z dovodu potřeby vyvýšenia výstupnejčasti kanálu nad privádzač, aby odtok vodybol volný. Okrem lopatiek a nosného kotú-ča kanál móže byť doplněný vodiacou stě-nou rovnoběžně s rovinou nosného kotúčaa bočnými vodiacimi stěnami. Popísané zá-kladné riešenia mSžu sa zmeniť rOznymiúpravami pri plnom zachovaní principu tur-bíny. Je to napr. kombinácia roznych tvarova umiestnenia lopatiek na nosnom kotúči,skrátenie jednej a predlženie druhej lopat-ky, změna vzdialenosti vtoku a výtokuvzhfadom ku středu oběžného kola. Šikmosťuloženia sa může voliť rožne s ohfadom naodtokové poměry.

Dalším odvodeným riešením je použitie viac kanálov, v tom případe sa zvýši aj po- 198349

Claims

čet vstupných otvorov a privádzač sa změnína špirálu. Keď je kanál ohraničený zo šty-roch stráň mlestami sa celý prierez vyplnívodou tak, že sa vytvoří přetlak. Vhodnouvolbou prierezov je možná komblnácia pre-tlakovej časti rožne avšak tak, že turbínazachová prevážne rovnotlaký charakter. Podstatné nižšia výrobná cena predmetnejturbíny v porovnaní s cenou Peltonovýchturbín je daná tým, že oběžné kolo, privád-zač a ostatně časti je možno vyhotovit z vál-covaných materiálov použitím vysokopro-duktívnych metod automatického zvárania.Časti oběžného kola majú jednoduchý, geo-metrický pravidelný tvar, ktoré s ohladomna dostatočnú hladkost válcovaných mate-riálov nie je nutné leštit, avšak aj tuto ope-ráciu je možné vykonat jednoducho a lacno* strojně, pretože ide o jednoduché prevážnerotačně plochy. Ako zvarovanú konštrukciuje možné vyhotovit aj privádzač vody, kto-rého tvar tak, ako aj tvar oběžného kola, súnezávislé od Specifických otáčok, kým u Pel-tonových turbín sa počet dýz so špeciálnými otáčkami zvyšuje až na šest. Regulácia pretočného množstva je taktiežpodstatné jednoduchšia aj v důsledku toho,že v celom rozmedzí Specifických otáčok vy-stačí jeden regulačný orgán, nie je potřeb-ných až šest zložitých regulačných zariade-ní ako u Peltonových turbín. Hlavnou před-nostou nového typu vodnej turbíny je, že přirovnakom spáde a priemere oběžného koladosahuje niekolkonásobne váčší výkon akoPeltonova turbína. U strojov rovnakého vý-konu sa dosahuje niekolkonásobne vyššíchotáčok, čo je významné z hfadiska zníženiarozmerov, váhy a ceny celého sústroja včí-tane generátora. Na obr. č. 1 a 2 je objasněný princip akonštrukcia základného typu jednokanálo-vej turbíny. Obr. č. 1 osový a obr. č.
2 jekolmý rez strojom. Obr. č.
3 znázorňujeprincip premeny kinetickej energie u rieše-nia podl'a obr. č. 1 a 2. Obr. č.
4 zohl'adňujeskutočné poměry na vstupe a výstupe. Obr.č.
5 je příklad konštrukčného riešenia prihorizontálnom usporiadaní. Obr. č.
6 a 7 jehorizontálna turbína s troma oběžnými ko-lami uchytenými v nosnom válci. Obr. č. 8je oběžné kolo s excentricky umiestnenýmkanálom. Obr. č. 9 je štvorkanálová turbína vytvořená zo základného typu dvoj lopatko- vého kanálu. Obr. č. 10 znázorňuje štvorka- nálovú turbínu s excentricky umiestnenými kanálmi. Podfa obr. č. 1 a 2 privádzač 1 vody sa líšiod Spirály vodných turbín tým, že prietočnýprierez je rovnako vel'ký po celom obvodea je vybavený pevnými privádzacími lopat-kami 4, ktoré můžu mať různý tvar. Taktiežprietočný prierez privádzača může byť růz-ný, musí byt však volený tak, aby boli splně-né hydraulické a pevnostně požiadavky.Optimálny tvar je možné určiť na základemodelových skúšok. Plniace hrdlo 3 prívád-zača může byť tangenciálně alebo radiálně.Vodný, prúd po vstupe do oběžného kola 2cez vstupný otvor 5 narazí na valcovú vodia-cu stenu 6, ktorá ju usměrní do tangenciál-neho směru, v ktorom vstupuje ku prvej lo-patě 7 kanálu, z tejto preteká do druhej lo-patky 8 a ďalej do odpadu. Obidve lopatky 7, 8 sú připevněné na šik-mý nosný kruh 9, ktorý je obklopený válco-vým plášťom 10. Aby voda po lopatkách 7, 8v axiálnom smere neroztekala, oběžné kolo2 může byť vybavené vodiacou stěnou 11,připevněnou k oběžným lopatkám 7, 8 rov-noběžně s nosným kruhom a bočnými vodia-cimi stěnami 12. Na obr. č. 5 je vidieť ďalšiečasti turbíny. Sú to dolné a horné labyrinty13, 14 válcový regulačný uzávěr 15, ovládacímechanizmus regulačného uzávěru 16, hria-del' turbíny 17 a ložiská 18. Keď sa použijeviac oběžných kolies 2, rozšiřuje sa rozmed-zie použitelnosti tohto typu turbíny na vačšierozmedzie Specifických obrátok úměrně po-čtu oběžných kůl 2. Pri takomto riešení jemožné oběžné kolá 2 uchytiť do nosnéhovalca 19 ako je to vidieť z obr. č. 6 a
7. Od-pad z turbíny je zakrytý krytom výtokuz turbíny 20. Regulácia prietoku je možná změnou výš-ky prúdu vody zasúvaním otáčajúceho saalebo stojacého válcového uzávěru, ako je tona‘ obr. č. 5, ďalej reguláciou změny šířkyprúdu vody pomocou krytu vstupného otvo-ru, ktorý sa otáča spolu s oběžným kolom 2.Okrem týchto je regulácia možná přestavo-váním lopatiek kanálu oběžného kola 2.K ovládaniu regulačných orgánov je možnépoužiť bežne užívané principy ovládania re-gulačných orgánov. PREDM ET Rovnotlaká vodná turbína vyznačujúca satým, že jej prietočný kanál je vytvořený dvo-rní tlačnými lopatkami a vodiacimi stěnamiumiestnenými na nosnom kotúči pričom VYNALEZU vstupná hrana prvej lopatky a výstupná hra-na druhej lopatky sú tangenciálně k směruotáqania.