ITPG20140014U1 - NEW BLADES FOR HYDRAULIC TURBINE IN ACTION - Google Patents
NEW BLADES FOR HYDRAULIC TURBINE IN ACTIONInfo
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Description
MODELLO DI UTILITÀ UTILITY MODEL
TITOLO TITLE
Nuove pale per turbina idraulica ad azione. New blades for hydraulic action turbine.
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Le turbine idrauliche ad azione sono costituite principalmente da due organi: il distributore (organo fisso) e la girante (organo mobile) ed hanno le seguenti caratteristiche: The action hydraulic turbines mainly consist of two parts: the distributor (fixed part) and the impeller (moving part) and have the following characteristics:
1. trasformano tutta l 'energia dell’acqua in energia cinetica all’uscita del distributore; 1. transform all the energy of the water into kinetic energy at the dispenser exit;
2. la pressione in ingresso e in uscita dalla girante è costante. 2. the pressure at the inlet and outlet of the impeller is constant.
Il distributore riceve l’acqua che possiede energia di pressione e in parte minore energia cinetica e la trasforma tutta in energia cinetica. The distributor receives the water that has pressure energy and to a lesser extent kinetic energy and transforms it all into kinetic energy.
Il distributore può dirigere il getto dell’acqua, rispetto all’asse di rotazione della macchina, in modo radiale, assiale o in direzione intermedia. The distributor can direct the water jet, with respect to the rotation axis of the machine, in a radial, axial or intermediate direction.
La girante è costituita da una serie di palette, fissate su una ruota solidale con l’albero motore. Può ricevere il getto dell’acqua radialmente, assialmente o direzione intermedia e trasforma l’energia ceduta dall’acqua in energia meccanica all’albero motore; dopo che l’acqua ha ceduto l’energia alle palette, lascia la girante. The impeller consists of a series of vanes, fixed on a wheel integral with the motor shaft. It can receive the water jet radially, axially or intermediate direction and transforms the energy released by the water into mechanical energy to the drive shaft; after the water has transferred its energy to the vanes, it leaves the impeller.
Il getto dell’acqua all’uscita del distributore è libero in atmosfera ed incontra successivamente l’ingresso della girante; la distanza fra l’uscita dal distributore e l’ingresso della girante ha una lunghezza variabile. Un piano che taglia il getto libero divide lo spazio in due parti: in un semispazio si trovano le palete del distributore, nell’altro si trovano le palette della girante: non c’è nessuna interferenza fra dette palette. The jet of water at the outlet of the distributor is free in the atmosphere and subsequently meets the inlet of the impeller; the distance between the outlet from the distributor and the inlet of the impeller has a variable length. A plane that cuts the free jet divides the space into two parts: in one half space there are the vanes of the distributor, in the other there are the vanes of the impeller: there is no interference between said vanes.
La turbina oggetto del presente modello industriale è una turbina ad azione ad asse verticale. The turbine object of this industrial model is a turbine with a vertical axis action.
Il distributore (, indicato nei disegni con il n° 1) è costituito da palette disposte ad anello e confinate da due fasce circolari: ogni ugello, pertanto, è definito dallo spazio individuato dalle due palette vicine e le porzioni delle fasce laterali comprese. Il distributore è fisso. The distributor (indicated in the drawings with n ° 1) consists of vanes arranged in a ring and confined by two circular bands: each nozzle, therefore, is defined by the space identified by the two neighboring vanes and the portions of the side bands included. The distributor is fixed.
La girante ( indicato nei disegni con il n° 2) è composta anch’essa da palette, di nuova concezione, poste ad anello e confinate da due fasce circolari. All’uscita dalla girante, l’acqua presenta velocità trascurabile. La girante è solidale all’albero motore. The impeller (indicated in the drawings with No. 2) is also composed of newly designed vanes, placed in a ring and confined by two circular bands. Upon exiting the impeller, the water has a negligible speed. The impeller is integral with the motor shaft.
Il flusso dell’acqua (indicato nei disegni con il n<a>3) ha direzione assiale: all’ingresso del distributore il flusso risulta di direzione verticale verso il basso. Il distributore trasforma l’energia posseduta dall’acqua in energia cinetica e orienta il flusso in maniera adeguata. All’uscita degli ugelli del distributore i getti si fondono a costituire un continuo che si presenta come un disco di acqua nello spazio libero The water flow (indicated in the drawings with the n <a> 3) has an axial direction: at the inlet of the distributor the flow is vertical downwards. The distributor transforms the energy possessed by the water into kinetic energy and directs the flow appropriately. At the outlet of the distributor nozzles, the jets merge to form a continuum that looks like a disk of water in the free space
Osservando il singolo getto, si vede che le linee di flusso dell’acqua in uscita dall’ugello possiedono una velocità tangente alla corona del distributore che determina una componente di moto centrifuga. Observing the single jet, it can be seen that the flow lines of the water leaving the nozzle have a velocity tangent to the crown of the distributor which determines a component of centrifugal motion.
Superato il tratto libero, i getti incontrano le palette, di nuova concezione, della girante che hanno: After the free section, the jets meet the newly designed blades of the impeller which have:
un bordo di attacco orizzontale capace di intercettare quasi tutta l’acqua, a horizontal leading edge capable of intercepting almost all the water,
un bordo di attacco verso l’alto esterno che ha lo scopo di intercettare il flusso centrifugo e recuperarne la relativa energia. an external upward leading edge which has the purpose of intercepting the centrifugal flow and recovering its energy.
un bordo di atacco verso l’alto interno, eventualmente presente, con lo scopo di intercettare flussi centripeti e recuperarne la relativa energia. an internal upward leading edge, possibly present, with the purpose of intercepting centripetal flows and recovering its energy.
i bordi di attacco interno ed esterno annullano le perdite volumetriche quindi aumentano il rendimento della turbina. the internal and external leading edges cancel the volumetric losses therefore increase the turbine efficiency.
La quantità di acqua che ha la velocità con una componente centrifuga è molto maggiore della quantità di acqua che ha una velocità con una componente centripeta; The quantity of water that has the velocity with a centrifugal component is much greater than the quantity of water that has a velocity with a centripetal component;
Un piano orizzontale che tagli il getto libero divide lo spazio in due semispazi: in uno si trova il distributore mentre le palette della girante si trovano in entrambe i semispazi· A horizontal plane that cuts the free jet divides the space into two half-spaces: one is the distributor while the impeller blades are located in both half-spaces.
Il distributore, infatti, risulta incassato nella sezione verticale della girante: ogni paletta della girante, risulta sagomata in modo da possedere un profilo che le consenta di abbracciare quello del distributore. The distributor, in fact, is embedded in the vertical section of the impeller: each blade of the impeller is shaped in such a way as to have a profile that allows it to embrace that of the distributor.
Disegni di tavola 1. Table drawings 1.
La pianta rappresenta il distributore (n°l- blu) semincassato nella girante (n°2 - rosso). The plan represents the distributor (n ° 1 - blue) semi-recessed in the impeller (n ° 2 - red).
La sezione XX rappresenta la posizione relativa del distributore rispetto alla girante. Si evidenzia inoltre il flusso dell’acqua in ingresso al distributore ed in uscita dalla girante (n°3 - verde); si rappresenta infine la traccia (S-S - verde) del piano orizzontale che taglia il getto libero in atmosfera, dopo l’uscita dal distributore e prima dell’ingresso nella girante. Section XX represents the relative position of the distributor with respect to the impeller. It also highlights the flow of water entering the distributor and exiting the impeller (n ° 3 - green); finally, the trace (S-S - green) of the horizontal plane is shown that cuts the free jet into the atmosphere, after exiting the distributor and before entering the impeller.
Osservazioni sulla sezione XX. Comments on section XX.
1 ) Il profilo verticale esterno della paletta del distributore lambisce parzialmente quello della paletta della girante; il profilo inferiore della paletta lambisce completamente quello della paletta della girante. 1) The external vertical profile of the distributor vane partially touches that of the impeller vane; the lower profile of the vane completely touches that of the impeller vane.
2) La paletta del distributore si trova tutta al disopra del piano S-S, mentre la paletta della girante si trova sopra e sotto il piano S-S cioè il piano S-S taglia le palette della girante. Osservazioni sulla sezione YY. 2) The distributor blade is completely above the S-S plane, while the impeller blade is above and below the S-S plane, i.e. the S-S plane cuts the impeller blades. Comments on the YY section.
1) La sezione YY rappresenta il profilo rettificato di una porzione di arco del distributore e della girante: si vedono le palette del distributore, quelle della girante e la loro disposizione sulle rispettive corone Il profilo rappresentato è solo indicativo perché la loro forma deriva dallo studio cinematico e in particolare dai triangoli delle velocità imposte dalle caratteristiche di ciascuna specifica installazione idroelettrica. 1) Section YY represents the rectified profile of a portion of the arc of the distributor and of the impeller: you can see the vanes of the distributor, those of the impeller and their arrangement on the respective crowns The profile shown is only indicative because their shape derives from the study kinematic and in particular by the speed triangles imposed by the characteristics of each specific hydroelectric installation.
Disegni di tavola 2. Table drawings 2.
1) Viene rappresentato il distributore (n°l- blu) incassato nella girante (n°2 - rosso). 1) The distributor (n ° 1 - blue) embedded in the impeller (n ° 2 - red) is shown.
Le rappresentazioni sono identiche a quelle di tavola 1, fatta eccezione per quanto riguarda il profilo della paletta del distributore, essendo lambito in basso, in parte del lato esterno ed in parte del lato interno dal profilo complementare della girante. The representations are identical to those of table 1, with the exception of the profile of the distributor vane, being lapped at the bottom, partly on the external side and partly on the internal side by the complementary profile of the impeller.
2) Anche in questo caso la paletta del distributore si trova tutta al disopra del piano S-S, mentre la paletta delia girante si trova sopra e sotto del piano S-S cioè il piano S-S taglia le palette della girante sia nella parte esterna che interna e quindi le palette del distributore sono incassate nelle palette della girante su tre lati. 2) Also in this case the distributor vane is all over the S-S plane, while the impeller vane is located above and below the S-S plane, i.e. the S-S plane cuts the impeller vanes both in the external and internal part and therefore the Distributor vanes are recessed into the impeller vanes on three sides.
Disegni di tavola 3. Table drawings 3.
Viene rappresentato in particolare il distributore (n°l- blu) in due tipologie scelte tra le molte altre possibili: In particular, the distributor (n ° l-blue) is represented in two types chosen among the many other possible ones:
il primo ha le palette uniformemente distribuite sulla corona circolare, the first has the vanes evenly distributed on the circular crown,
il secondo presenta palette che coprono solo alcune parti della corona circolare. the second has vanes that cover only some parts of the circular crown.
Osservazioni. Remarks.
Le turbine ad azione hanno il grande vantaggio di poter essere parzializzate, chiudendo semplicemente parte degli ugelli della corona del distributore: questo consente la regolazione della portata. Tenendo conto che la turbina ad azione funziona al massimo rendimento anche con il getto di acqua uscente da un solo ugello, chiudere o aprire ugelli non influisce mai sul rendimento e quindi il rendimento è indipendente dalla portata dell’acqua. The action turbines have the great advantage of being able to be partialized, simply by closing part of the nozzles of the distributor crown: this allows the regulation of the flow rate. Taking into account that the action turbine works at maximum efficiency even with the jet of water coming out of a single nozzle, closing or opening nozzles never affects the efficiency and therefore the efficiency is independent of the water flow rate.
Disegni tavola 4. Table drawings 4.
Vengono rappresentati vari profili, tra i molti altri possibili, delle palette del distributore (blu) e della girante (rosso) semincassate. La complementarietà dei profili distributore/girante si sviluppa orizzontalmente e verticalmente sul lato esterno. Various profiles are shown, among many others possible, of the semi-recessed distributor vanes (blue) and impeller (red). The complementarity of the distributor / impeller profiles develops horizontally and vertically on the external side.
Disegni tavola 5. Table drawings 5.
Vengono rappresentati vari profili, tra i molti altri possibili, delle palette del distributore (blu) e della girante (rosso) incassate. Various profiles are shown, among many others possible, of the recessed distributor vanes (blue) and impeller (red).
La complementarietà dei profili distributore/girante si sviluppa orizzontalmente, verticalmente sul lato esterno e verticalmente sul lato interno. The complementarity of the distributor / impeller profiles develops horizontally, vertically on the external side and vertically on the internal side.
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ITPG2014U000014U ITPG20140014U1 (en) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | NEW BLADES FOR HYDRAULIC TURBINE IN ACTION |
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- 2014-08-11 IT ITPG2014U000014U patent/ITPG20140014U1/en unknown
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