PL224000B1 - Zespół zasilająco-ssący turbiny wodnej - Google Patents

Abstract

Istota wynalazku polega na tym, że zespół przepływowy po stronie ssącej posiada segmenty rur (7, 8, 9 i 10) Venturiego, posiadające zewnętrzną powierzchnię w postaci tworzącej stożka, połączone szeregowo tak, że wylot pierwszej rury (7) Venturiego jest osadzony współosiowo w szyjce (13) drugiej rury (8) Venturiego, której wylot jest osadzony współosiowo w szyjce (16) trzeciej rury (9) Venturiego, a wylot trzeciej rury (9) Venturiego jest umieszczony w szyjce czwartej rury (10) Venturiego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół zasilająco-ssący turbiny wodnej, zwłaszcza turbiny napędzanej swobodnym strumieniem wody.

Znana jest z opublikowanego opisu patentowego nr RU 2 347 935 elektrownia wodna, posiadająca kilka rur Venturiego włożonych jedna w drugą, posiadająca konfuzor i dyfuzor. Wewnętrzna zwężka ma dyfuzor, którego większa podstawa jest umieszczona z określonym luzem w szyjce rury Venturiego. Dyfuzor połączony jest z końcem syfonowego przewodu łączącego z wylotem turbiny.

Zgodnie z wynalazkiem zespół przepływowy po stronie ssącej posiada zestaw czterech rur Venturiego, posiadających zewnętrzną powierzchnię w postaci tworzącej stożka ściętego, połączonych szeregowo tak, że wylot pierwszej rury Venturiego jest osadzony współosiowo z luzem w szyjce drugiej rury Venturiego, której wylot jest osadzony współosiowo w szyjce trzeciej rury Venturiego, a wylot trzeciej rury Venturiego jest umieszczony z luzem w szyjce czwartej rury Venturiego. Wylot przewodu ssącego turbiny jest umieszczony z luzem w szyjce pierwszej rury Venturiego. Odległość pomiędzy wlotem pierwszej rury Venturiego a wlotem drugiej rury Venturiego jest większa od średnicy szyjki pierwszej rury Venturiego, a odległość pomiędzy wlotem drugiej rury Venturiego a wlotem trzeciej rury Venturiego jest większa od średnicy szyjki drugiej rury Venturiego. Odległość pomiędzy wlotem trzeciej rury Venturiego a wlotem czwartej rury Venturiego jest większa od średnicy szyjki trzeciej rury Venturiego.

Kąt wierzchołkowy zewnętrznej stożkowej powierzchni rur Venturiego wynosi od 5° do 18°.

Kąt wierzchołkowy powierzchni wewnętrznej konfuzora zawarty jest w przedziale od 12° do 19°, zaś kąt wierzchołkowy powierzchni wewnętrznej dyfuzora wynosi od 4° do 9°.

Na skutek stożkowego kształtu powierzchni zewnętrznej rur Venturiego ustawionych współosiowo i kątowych zależności konfuzora i dyfuzora następuje ssanie wody od strony wylotu turbiny, a ponadto zapewniony jest równomierny przepływ strumienia wody, co wpływa na zwiększenie wykorzystania energii strumienia.

Wynalazek został pokazany w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat zespołu zasilającego bezzaporowej elektrowni wodnej, a fig. 2 - schemat zespołu rur Venturiego po stronie wylotu turbiny.

Na brzegu rzeki 1 jest zainstalowana turbina 2 wodna Kaplana, sprzęgnięta z generatorem 3. Wlot turbiny 2 wodnej jest połączony z przewodem 4 tłoczącym, którego rozszerzony stożkowo początek jest zanurzony w rzece 1. Wylot turbiny 2 wodnej jest połączony z przewodem 5 ssącym, którego koniec jest wprowadzony do szyjki 6 pierwszej rury 7 Venturiego, której powierzchnia zewnętrzna ma postać tworzącej stożka o kącie wierzchołkowym wynoszącym 16°. Cztery rury 7, 8, 9 i 10 Venturiego, o zewnętrznym kształcie w postaci stożków ściętych, są ustawione szeregowo i współosiowo tworząc zespół iniektorowy.

Kąt wierzchołkowy konfuzora 11 pierwszej rury 7 Venturiego wynosi 12°, zaś kąt wierzchołkowy dyfuzora 12 wynosi 4°. Wylot pierwszej rury 7 Venturiego jest umieszczony w szyjce 13 drugiej rury 8 Venturiego, której kąt wierzchołkowy zewnętrznej powierzchni stożkowej wynosi 5°, zaś kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni konfuzora 14 ma 18°, natomiast kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni dyfuzora 15 ma 5°. Długość wysuniętej części pierwszej rury 7 Venturiego od wlotu drugiej rury 8 Venturiego jest 1,5 razy większa od średnicy szyjki pierwszej rury 7 Venturiego. Wylot drugiej rury 9 Venturiego jest umieszczony w szyjce 16 trzeciej rury 9 Venturiego, której kąt wierzchołkowy powierzchni zewnętrznej tworzącej stożka wynosi 5°, zaś kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni konfuzora 17 ma 17°, natomiast kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni dyfuzora 18 ma 5°. Długość wysuniętej części drugiej rury 8 Venturiego od wlotu trzeciej rury 9 Venturiego jest 1,5 razy większa od średnicy szyjki drugiej rury 8 Venturiego. Wylot trzeciej rury 9 Venturiego jest umieszczony w szyjce 19 czwartej rury 10 Venturiego, której kąt wierzchołkowy powierzchni zewnętrznej stanowiącej tworzącą stożka wynosi 5°, zaś kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni konfuzora 20 ma 17°, natomiast kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni dyfuzora 21 ma 5°. Długość wysuniętej części trzeciej rury 9 Venturiego od wlotu czwartej rury 10 Venturiego jest 1,4 razy większa od średnicy szyjki trzeciej rury 9 Venturiego.

Strumienie wody płynące wzdłuż zewnętrznych powierzchni rur 7, 8 i 9 Venturiego wywołują podciśnienie na wylocie kolejnych dyfuzorów, co przyczynia się do zasysania strumienia wody wypływającego z przewodu 5, przyczyniając się w ten sposób do zwiększenia jego prędkości, co z kolei powoduje wzrost sprawności turbiny 2.

Claims (3)

1. Zespół zasilająco-ssący turbiny wodnej zasilanej przewodem tłoczącym którego początek jest zanurzony w strumieniu wody, zaś koniec wychodzącego z wylotu turbiny przewodu ssącego jest umieszczony w szyjce rury Venturiego, znamienny tym, że zespół przepływowy po stronie ssącej posiada segmenty rur (7), (8), (9) i (10) Venturiego, posiadające zewnętrzną powierzchnię w postaci tworzącej stożka, połączone współosiowo i szeregowo tak, że wylot pierwszej rury (7) Venturiego jest osadzony współosiowo w szyjce (13) drugiej rury (8) Venturiego, której wylot jest osadzony współosiowo w szyjce (16) trzeciej rury (9) Venturiego, a wylot trzeciej rury (9) Venturiego jest umieszczony w szyjce czwartej rury (10) Venturiego, gdzie odległość pomiędzy wlotem pierwszej rury (7) Venturiego a wlotem drugiej rury (8) Venturiego jest większa od średnicy szyjki (6) pierwszej rury (7) Venturiego, a odległość pomiędzy wlotem drugiej rury (8) Venturiego a wlotem trzeciej rury (9) Venturiego jest większa od średnicy szyjki (13) drugiej rury (8) Venturiego, której wylot jest umieszczony w szyjce (16) trzeciej rury (9) Venturiego, a odległość pomiędzy wlotem trzeciej rury (9) Venturiego a wlotem czwartej rury (10) Venturiego jest większa niż średnica szyjki (16) trzeciej rury (9) Venturiego, przy czym kąt wierzchołkowy tworzącej stożka stanowiącej powierzchnię zewnętrzną rur (7), (8), (9) i (10) Venturiego jest zawarty w przedziale 5° do 18°.

2. Zespół zasilająco-ssący turbiny wodnej według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni konfuzora (11) lub (14), lub (17), lub (20) każdej z rur (7), (8), (9) i (10) Venturiego zawiera się w granicach od 12° do 19°.

3. Zespół zasilająco-ssący turbiny wodnej według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że kąt wierzchołkowy wewnętrznej powierzchni dyfuzora (12) lub (15), lub (18), lub (21) każdej z rur (7), (8), (9) i (10) Venturiego zawiera się w granicach od 4° do 9°.