RU123849U1 - POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL - Google Patents

POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL Download PDF

Info

Publication number
RU123849U1
RU123849U1 RU2012135959/06U RU2012135959U RU123849U1 RU 123849 U1 RU123849 U1 RU 123849U1 RU 2012135959/06 U RU2012135959/06 U RU 2012135959/06U RU 2012135959 U RU2012135959 U RU 2012135959U RU 123849 U1 RU123849 U1 RU 123849U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inlet
outlet
power plant
channel
diffuser
Prior art date
Application number
RU2012135959/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Тарасович Шведов
Original Assignee
Владимир Тарасович Шведов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Тарасович Шведов filed Critical Владимир Тарасович Шведов
Priority to RU2012135959/06U priority Critical patent/RU123849U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU123849U1 publication Critical patent/RU123849U1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Abstract

1. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую, содержащая турбину, выполненную с корпусом, представляющим статор, содержащий цилиндрический круговой канал с входным и выпускным устройствами, и ротором, снабженным выходным валом, и устройство для подачи воды под давлением, отличающаяся тем, что входное устройство выполнено с последовательно расположенными связанными между собой конфузора с входным отверстием, сообщающимся с окружающей средой, и диффузора, а статор снабжен нагнетательной камерой, сообщающейся своим входом с устройством для подачи воды под давлением и выполненной с выпускными соплами, расположенными в выходной части диффузора по всему его периметру и направленными своими осями под углом 7-30° к оси входного устройства при виде на поверхность корпуса в плане, при этом канал выполнен с вихревой камерой, расположенной между диффузором и ротором турбины таким образом, чтобы струи воды, вытекающие из сопел, создавали в потоке воды, проходящий через канал статора, вихрь, направленный своим вектором вдоль оси канала.2. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую по п.1, отличающаяся тем, что выхлопные сопла выполнены отклоненными дополнительно в диаметральной плоскости по направлению к оси входного устройства на угол, равный 0,5-8°.3. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство для подачи воды под давлением выполнено в виде осевого лопастного насоса с электродвигателем, снабженного выходным и заборным патрубками, при этом выходной патрубок подсоединен к входному патрубк�1. Power plant for converting water energy into mechanical, containing a turbine made with a housing representing a stator containing a cylindrical circular channel with inlet and outlet devices, and a rotor equipped with an output shaft, and a device for supplying water under pressure, characterized in that the inlet device is made with sequentially interconnected confuser with an inlet communicating with the environment and a diffuser, and the stator is equipped with a pressure chamber communicating with its inlet with the device for supplying water under pressure and made with outlet nozzles located in the outlet of the diffuser along its entire perimeter and directed by its axes at an angle of 7-30 ° to the axis of the inlet device when viewed on the surface of the body in plan, while the channel is made with a vortex chamber located between the diffuser and the turbine rotor so that the water jets flowing from the nozzles, created in a stream of water passing through stator channel, vortex directed by its vector along the channel axis. 2. The power plant for converting water energy into mechanical energy according to claim 1, characterized in that the exhaust nozzles are additionally deflected in the diametrical plane towards the axis of the inlet device at an angle equal to 0.5-8 °. 3. The power plant for converting water energy into mechanical energy according to claims 1 and 2, characterized in that the device for supplying water under pressure is made in the form of an axial vane pump with an electric motor, equipped with an outlet and intake nozzles, while the outlet nozzle is connected to the inlet nozzle�

Description

Область техники.The field of technology.

Полезная модель относится к энергетике, а более конкретно к гидравлическим машинам и двигателям и может быть использована в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства для получения дешевой механической или электрической энергии.The utility model relates to energy, and more specifically to hydraulic machines and engines, and can be used in various industries, agriculture to produce cheap mechanical or electrical energy.

Уровень техники.The level of technology.

Известны: «Устройство и система выработки энергии за счет перемещения воды» WO 2007143021 публикация от 20.07.2010 МПК F03B 13/00 (Конвенционный приоритет: 02.06.2006 US 11/446,497).Known: “Device and system for generating energy by moving water” WO 2007143021 publication of 07/20/2010 IPC F03B 13/00 (Convention priority: 02.06.2006 US 11 / 446,497).

Система для выработки энергии за счет перемещения воды, содержащая группу приводимых в действие турбиной, гидравлически соединенных друг с другом гидравлических насосов, причем группа составлена из насосов во взаимозаменяемом модульном расположении, а ячейки расположены для получения кинетической энергии из перемещения воды, при этом ячейки преобразуют получаемую за счет перемещения воды энергию посредством турбины, приводящей в действие гидравлический насос.. При этом ячейки соединены с энергосистемой через генератор, а генератор представляет собой синхронизированный асинхронный двигатель переменного тока; группы поставлены на якорь на дне океана.A system for generating energy by moving water, comprising a group of turbine-driven, hydraulically connected hydraulic pumps, the group being made up of pumps in an interchangeable modular arrangement, and the cells are arranged to receive kinetic energy from moving the water, and the cells convert the resulting due to the movement of water energy through a turbine that drives a hydraulic pump .. In this case, the cells are connected to the power system through a generator, and the generator It is a synchronized AC induction motor; groups anchored at the bottom of the ocean.

Система громоздкая, содержит большое количество маломощных ячеек, имеющих низкий к.п.д (коэффициент полезного действия), имеет пониженную надежность, сложна в эксплуатации т.к., рассчитана на глубокие подводные течения, зависит от скорости и направления течения.The system is bulky, contains a large number of low-power cells having a low efficiency (efficiency), has reduced reliability, is difficult to operate because, designed for deep undercurrents, it depends on the speed and direction of the current.

Устройства по патентам: Р.Ф. №№2256092, 2324068, 2334120; США №8035243; CN 102182641, 101046184, 2011488935; JP 2007270738, 2009235951, 2010090822; KR 20090038180 в различной степени обладают аналогичными недостатками.Patent devices: R.F. No. 2256092, 2324068, 2334120; US No. 8035243; CN 102182641, 101046184, 2011488935; JP 2007270738, 2009235951, 2010090822; KR 20090038180 have similar disadvantages to varying degrees.

Известен «способ преобразования энергии гидропотока и вихревая гидротурбина для его реализации» по патенту Р.Ф. №2424444 от 08.02.2010 г., F03B 3/00, F03B 13/00. По данному изобретению вихревая гидротурбина, содержит каркас с вертикально расположенной полой емкостью, в которой размещены валы отбора мощности с установленными друг над другом двумя лопастными турбинами, соосными оси вращения, и внутренняя стенка, выполнена в виде трубы переменного сечения с образованием сужающегося кверху канала, вертикальная полая емкость установлена неподвижно и выполнена в виде стакана с формой дна в виде полуторовой поверхности, образующей в дне осевое сквозное отверстие, в верхней части стакана на его периферии установлен сопловый ввод с входным раструбом, параллельный направлению движения основного гидропотока, первая лопастная турбина, расположенная на одном уровне с сопловым вводом, выполнена радиальной, вторая лопастная турбина выполнена осевой.The well-known "method of converting the energy of a hydroflow and a whirlwind turbine for its implementation" according to the patent of R.F. No. 2424444 dated February 8, 2010, F03B 3/00, F03B 13/00. According to this invention, the vortex hydraulic turbine contains a frame with a vertically arranged hollow tank, in which power take-off shafts are installed with two blade turbines mounted on top of each other, coaxial to the axis of rotation, and the inner wall is made in the form of a pipe of variable cross section with the formation of a channel narrowing upwards the hollow tank is fixedly mounted and made in the form of a glass with the shape of the bottom in the form of a half surface, forming an axial through hole in the bottom, in the upper part of the glass on its periphery A nozzle inlet with an inlet socket parallel to the direction of movement of the main hydraulic flow was installed in the first stage; the first vane turbine located at the same level as the nozzle inlet was made radial; the second vane turbine was made axial.

Вихревая гидротурбина устанавливается в гидропотоке на стационарной или наплавной платформе (на чертежах не показаны) таким образом, чтобы сопловый ввод с входным раструбом были параллельны направлению основного течения.A vortex turbine is installed in a hydraulic flow on a stationary or floating platform (not shown in the drawings) so that the nozzle inlet with the inlet socket are parallel to the direction of the main flow.

По мнению авторов в вихревой гидротурбине, реализующей предлагаемый способ, осуществляется эффективное преобразование энергии гидропотока за счет формирования рекуперативного вихревого потока при снижении габаритных размеров гидротурбины.According to the authors, in a vortex turbine that implements the proposed method, the energy of the hydroflow is effectively converted through the formation of a regenerative vortex flow while reducing the overall dimensions of the turbine.

Однако, авторами не приведено никаких доводов, подтверждающих эффективность предложенного способа и устройства. Более того, анализ показывает, что кинетическая энергия гидропотока срабатывается на первой лопастной турбине и давление воды на стенки емкости будет незначительным, поступательная скорость вниз и наверх по внутренней стенке из-за наличия трения по стенкам емкости, внутренней стенке и полуторовой поверхности будет также незначительной, что создаст дополнительное сопротивление вращению первой турбины за счет второй турбины. Вращательная составляющая восходящего потока также будет незначительной из-за трения и не окажет существенного влияния на работу турбины.However, the authors did not provide any arguments confirming the effectiveness of the proposed method and device. Moreover, the analysis shows that the kinetic energy of the hydraulic flow is triggered on the first blade turbine and the water pressure on the walls of the tank will be insignificant, the translational speed down and up along the inner wall due to friction on the walls of the tank, the inner wall and one and a half surface will also be insignificant. which will create additional resistance to rotation of the first turbine due to the second turbine. The rotational component of the upward flow will also be insignificant due to friction and will not have a significant effect on the operation of the turbine.

Таким образом, указанное устройство добавляет к недостаткам известных гидроагрегатов сложность конструкции и низкий коэффициент полезного действия.Thus, this device adds to the disadvantages of the known hydraulic units the complexity of the design and low efficiency.

Известно «Устройство для преобразования кинетической энергии жидкости в механическую энергию» (патент США 7222313, от 25.05.2010 г., МПК F03B 3/00). Как следует из описания к патенту, устройство подсоединяется к источнику давления жидкости или газа и содержит: неподвижную трубу - приемник текучей среды, играющий роль корпуса турбины и подсоединенный своим отверстием к источнику, подвижную трубу, коаксиально установленную на неподвижной трубе и несущую на своем свободном конце ротор, работающий от аксиального потока текучей среды. Ротор снабжен водосборной ступицей с дефлектором и сообщающимися с ней пустотелыми радиальными лопастями, установленными на ступице и снабженными на своих концах эжекторными отверстиями для эжектирования жидкости, поступающей из неподвижной трубы и вращения ротора. Ротор на своем торце несет по оси вращения приводной вал для передачи механической энергии электрическому генератору или другим потребителям механической энергии.It is known "Device for converting the kinetic energy of a liquid into mechanical energy" (US patent 7222313, from 05.25.2010, IPC F03B 3/00). As follows from the description of the patent, the device is connected to a source of pressure of a liquid or gas and contains: a fixed pipe - a fluid receiver that plays the role of a turbine housing and connected with its hole to the source, a movable pipe coaxially mounted on a fixed pipe and bearing at its free end axial fluid flow rotor. The rotor is equipped with a catchment hub with a deflector and hollow radial vanes communicating with it, mounted on the hub and equipped at its ends with ejector holes for ejecting the liquid coming from the fixed tube and rotating the rotor. The rotor at its end carries a drive shaft along the axis of rotation to transfer mechanical energy to an electric generator or other consumers of mechanical energy.

По мнению авторов патента такое выполнение позволит повысить выход механической энергии, т.е повысить к.п.д. Установки.According to the authors of the patent, such an implementation will increase the yield of mechanical energy, i.e., increase the efficiency Setting.

Однако, использование малоскоростных течений потребует увеличения размеров турбины, что приведет к увеличению потерь в лопастях на трение и к снижению эффективности устройства. Кроме того, значительно увеличатся габариты и масса устройства.However, the use of low-speed flows will require an increase in the size of the turbine, which will lead to an increase in losses in the blades due to friction and to a decrease in the efficiency of the device. In addition, the dimensions and weight of the device will increase significantly.

Таким образом, существующие энергетические установки характеризуются низким к.п.д., малой достигаемой мощностью на одном агрегате, требуют создания систем из большого количества агрегатов, обладающих сложностью конструкции, сложны и трудоемки в эксплуатации.Thus, existing power plants are characterized by low efficiency, low achievable power on a single unit, require the creation of systems from a large number of units, having design complexity, are complex and time-consuming to operate.

Сущность полезной модели.The essence of the utility model.

Задачей полезной модели является разработка конструкции такой энергетической установки, которая позволила бы получать дешевую механическую или электрическую энергию, была бы простой по конструкции и в эксплуатации, не требовала бы для своей работы дорогостоящих технических сооружений.The objective of the utility model is to develop the design of such a power plant that would allow obtaining cheap mechanical or electrical energy, would be simple in design and operation, would not require expensive technical facilities for its work.

Более того, конструкция установки и требования к обеспечению ее работы должны позволять получение в одном агрегате значительной мощности независимо от наличия скорости подводных течений.Moreover, the design of the installation and the requirements for ensuring its operation should allow obtaining significant power in one unit, regardless of the presence of undercurrent speed.

Согласно полезной модели поставленная задача достигается тем, что в. Энергетической установке для преобразования энергии воды в механическую, содержащей турбину, выполненную с корпусом, представляющим статор, содержащий цилиндрический круговой канал с входным и выпускным устройствами, и ротором, снабженным выходным валом, и устройство для подачи воды под давлением, входное устройство выполнено с последовательно расположенными связанными между собой конфузора с входным отверстием, сообщающимся с окружающей средой, и диффузора, сообщающегося своим выходным отверстием с каналом статора, и снабжено нагнетательной камерой, сообщающейся своим входом с устройством для подачи воды под давлением, и выполненной с выпускными соплами, расположенными в выходной части диффузора по всему его периметру и направленными своими осями под углом 7-30° к оси входного устройства при виде на поверхность корпуса в плане, а канал выполнен с вихревой камерой, расположенной между диффузором и турбиной таким образом, чтобы струи текучей среды, вытекающие из сопел, создавали в потоке воды, проходящий через канал статора, вихрь, направленный своим вектором вдоль оси канала.According to the utility model, the task is achieved in that in. An energy installation for converting water energy into mechanical energy, comprising a turbine made with a housing representing a stator containing a cylindrical circular channel with inlet and outlet devices, and a rotor equipped with an output shaft, and a device for supplying water under pressure, the input device is arranged in series interconnected confuser with an inlet communicating with the environment, and a diffuser communicating with its outlet with the stator channel, and provided with a feed chamber communicating at its entrance with a device for supplying water under pressure, and made with exhaust nozzles located in the outlet of the diffuser around its perimeter and directed by its axes at an angle of 7-30 ° to the axis of the input device when viewed from the surface of the housing and the channel is made with a vortex chamber located between the diffuser and the turbine so that the jets of fluid flowing from the nozzles create a vortex in the water stream passing through the stator channel, directed by its vector along the axis channel.

Более того, выхлопные сопла выполнены отклоненными дополнительно в диаметральной плоскости по направлению к оси входного устройства на угол, равный 0,5-8°.Moreover, the exhaust nozzles are additionally deflected in the diametrical plane towards the axis of the input device by an angle equal to 0.5-8 °.

Кроме того, устройство для подачи воды под давлением выполнено в виде осевого лопастного насоса с электродвигателем, снабженного выходным и заборным патрубками, при этом, выходной патрубок подсоединен к входному патрубку нагнетательной камеры, ротор выполнен центробежно-осевым, с осевым входом и центробежным выходом, а выходной вал ротора связан с помощью муфты с валом электрического генератора.In addition, the device for supplying water under pressure is made in the form of an axial vane pump with an electric motor, equipped with an outlet and intake nozzles, while the outlet nozzle is connected to the inlet of the discharge chamber, the rotor is made centrifugal-axial, with an axial inlet and a centrifugal outlet, and the rotor output shaft is connected by means of a coupling to the shaft of an electric generator.

Целесообразно установку выполнять так, чтобы корпус турбины был выполнен из последовательно расположенных и связанных между собой корпусов конфузора, нагнетательной камеры, вихревой камеры, выполненной на конце с раструбом для размещения центробежно-осевого статора и задней стенкой, несущей подшипниковый узел для установки статора, и связанной с раструбом вихревой камеры съемными стойками.It is advisable to perform the installation in such a way that the turbine housing is made up of sequentially arranged and interconnected casings of the confuser, injection chamber, vortex chamber, made at the end with a bell to accommodate the centrifugal-axial stator and a rear wall supporting the bearing assembly for installing the stator, and connected with a bell of a swirl chamber removable racks.

Такое выполнение энергетической установки позволит значительно снизить стоимость получаемой механической или электрической энергии, упростить ее эксплуатацию за счет установки на небольших глубинах, независимо от наличия течений или значительного перепада давлений, отказаться от необходимости возведения дорогостоящих потенциально опасных гидротехнических сооружений.Such an implementation of a power plant will significantly reduce the cost of mechanical or electrical energy received, simplify its operation by installing at shallow depths, regardless of the presence of currents or a significant pressure drop, to abandon the need to build expensive potentially dangerous hydraulic structures.

Перечень фигур на чертежах.The list of figures in the drawings.

Полезная модель поясняется чертежами, на которых:The utility model is illustrated by drawings, in which:

- Фиг.1. - показывает общий вид энергетической установки, установленной на платформе;- Figure 1. - shows a general view of the power plant installed on the platform;

Фиг.2 - показывает продольный разрез турбины по оси симметрии.Figure 2 - shows a longitudinal section of the turbine along the axis of symmetry.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую реализуется следующим образом.A power plant for converting water energy into mechanical energy is implemented as follows.

Пример реализации установки приведен на Фиг.1. Энергетическая установка смонтирована на платформе 1, установленной на водной поверхности водоема. Платформа может быть выполнена любой известной конструкции, обеспечивающей целостность и устойчивость от возникающих нагрузок. Она может быть плавающей и снабженной элементами плавучести или жестко установленной на сваях.An example implementation of the installation is shown in Fig.1. The power plant is mounted on a platform 1 installed on the water surface of a reservoir. The platform can be made of any known design, providing integrity and resistance to emerging loads. It can be floating and equipped with buoyancy elements or rigidly mounted on piles.

В качестве водоема может быть использован любой водоем, несколько превышающий по площади и глубине габаритные размеры установки. На нижней поверхности платформы 1 установлены турбина 2 и электрогенератор 3 с помощью кронштейнов 4, 5 и 6, 7 соответственно. Выходной вал турбины связан с помощью муфты 8 с валом электрического генератора.As a reservoir, any reservoir can be used that slightly exceeds the overall dimensions of the installation in area and depth. On the lower surface of the platform 1, a turbine 2 and an electric generator 3 are installed using brackets 4, 5 and 6, 7, respectively. The output shaft of the turbine is connected via a coupling 8 to the shaft of an electric generator.

Установка снабжена устройством для подачи воды под давлением, выполненным в виде осевого лопастного насоса 9 связанного с электродвигателем 10 муфтой 13, установленных на платформе сверху. Насос 9 снабжен выходным 11 и заборным 12 патрубками, при этом, выходной патрубок 11 подсоединен к входному патрубку турбины 2.The installation is equipped with a device for supplying water under pressure, made in the form of an axial vane pump 9 connected to the electric motor 10 by a coupling 13 mounted on the platform from above. The pump 9 is equipped with an outlet 11 and an intake 12 nozzles, while the output nozzle 11 is connected to the inlet of the turbine 2.

Турбина 2 (см. Фиг.2), выполнена с корпусом, представляющим статор, содержащий цилиндрический круговой канал 35 с входным и выпускным устройствами, и ротором 14, снабженным выходным валом 15.The turbine 2 (see Figure 2) is made with a housing representing a stator containing a cylindrical circular channel 35 with inlet and outlet devices, and a rotor 14 provided with an output shaft 15.

Входное устройство выполнено с последовательно расположенными связанными между собой конфузора 16 с входным отверстием 17, сообщающимся с окружающей средой, и диффузора 18.The input device is made with sequentially located interconnected confuser 16 with an inlet 17 in communication with the environment, and a diffuser 18.

Корпус турбины выполнен из последовательно расположенных и связанных между собой корпусов конфузора 20, диффузора 25, вихревой камеры 21, выполненной на конце с раструбом 22 для размещения ротора, и задней стенки 23, связанной с раструбом вихревой камеры съемными стойками 26..The turbine casing is made of sequentially located and interconnected casing of the confuser 20, the diffuser 25, the vortex chamber 21, made at the end with a bell 22 to accommodate the rotor, and a rear wall 23 connected to the bell of the vortex chamber by removable racks 26 ..

Кроме того, статор снабжен нагнетательной камерой 19, служащей для подачи под давлением внутрь канала эжектирующей воды.In addition, the stator is equipped with a discharge chamber 19, which serves to supply under pressure into the channel of the ejection water.

Нагнетательная камера 19 выполнена в корпусе диффузора 25 и представляет собой в поперечном сечении симметричный относительно вертикальной оси кольцевой канал, выполненный вокруг диффузора, образованный передней 27, задней 28 и кольцевой 29 стенками, сопряженными между собой радиусными переходами. В верхней своей части нагнетательная камера 19 выполнена с входным каналом 30, выполненном в входном патрубке 31 турбины. Входной патрубок 31 снабжен фланцем для подсоединения к выходному патрубку 11 насоса 9. Задняя стенка 28 выполнена плоской и снабжена по всей своей окружности входными отверстиями для выпускных сопел 32. Сопла 32 расположены в выходной части диффузора по всему его периметру и направлены своими осями 33 под углом 34, равным 7-30° к оси входного устройства при виде на поверхность корпуса в плане.The injection chamber 19 is made in the body of the diffuser 25 and is in cross section a ring channel symmetrical with respect to the vertical axis, made around the diffuser, formed by the front 27, rear 28 and ring 29 walls, interconnected by radius transitions. In its upper part, the injection chamber 19 is made with an inlet channel 30 made in the inlet pipe 31 of the turbine. The inlet pipe 31 is provided with a flange for connecting to the outlet pipe 11 of the pump 9. The rear wall 28 is made flat and provided with inlet openings for exhaust nozzles 32 around its entire circumference. Nozzles 32 are located in the outlet part of the diffuser around its entire perimeter and are angled 33 34, equal to 7-30 ° to the axis of the input device when viewed from the surface of the housing in plan.

Выхлопные сопла могут быть выполнены отклоненными дополнительно в диаметральной плоскости канала 35 по направлению к оси входного устройства на угол 36, равный 0,5-8°.The exhaust nozzles may be additionally deflected in the diametrical plane of the channel 35 towards the axis of the input device at an angle 36 equal to 0.5-8 °.

При выполнении сопл с углами отклонения от оси входного устройства меньшими 7° пропадает эффект влияния вихря на эффективность установки, а при выполнении углов отклонения большими 30° увеличиваются потери осевой составляющей потока, что также приводит к снижению эффективности установки.When nozzles with deviations from the input device axis less than 7 ° are made, the effect of the vortex on the installation efficiency disappears, and when the deviation angles are greater than 30 °, the axial component of the flow increases, which also leads to a decrease in the installation efficiency.

Канал 35 выполнен с вихревой камерой 37, расположенной между диффузором 32 и ротором турбины 14 и выполненной по длине таким образом, чтобы струи текучей среды, вытекающие из сопл, создавали в потоке воды, проходящий через канал статора, вихрь 38, направленный своим вектором вдоль оси канала. Длина вихревой камеры 37 выбирается достаточной для создания в потоке устойчивой вихревой структуры и зависит от угла отклонения сопел, т.е. При меньшем угле отклонения сопл длина вихревой камеры будет больше.The channel 35 is made with a vortex chamber 37 located between the diffuser 32 and the rotor of the turbine 14 and made in length so that the jets of fluid flowing from the nozzles create in the water stream passing through the stator channel a vortex 38 directed by its vector along the axis channel. The length of the vortex chamber 37 is chosen sufficient to create a stable vortex structure in the flow and depends on the angle of deviation of the nozzles, i.e. With a smaller nozzle deflection angle, the vortex chamber will be longer.

Турбина может быть выполнена любой известной конструкции: осевой, центробежной. Так при использовании осевой турбины, она может быть установлена своей втулкой в подшипниках, закрепленных в канале с помощью стоек.The turbine can be made of any known design: axial, centrifugal. So when using an axial turbine, it can be installed with its sleeve in bearings, fixed in the channel using racks.

Однако, целесообразно выполнять турбину центробежно-осевой для более эффективного использования создаваемого потока.However, it is advisable to perform a centrifugal-axial turbine for more efficient use of the generated stream.

В приведенном примере ротор 14 турбины выполнен центробежно-осевым, с осевым входом 39 и центробежным выходом 40. Задняя стенка 23 выполнена плоской и несет подшипниковый узел 24 для установки ротора 14. Ротор выполнен в виде центрального профилированного конусообразного с вогнутыми криволинейными образующими тела 41, опирающегося на плоское основание и несущего на своей поверхности профилированные лопатки 42. В теле 41 установлен выходной вал 15, с помощью которого ротор установлен в задней стенке в подшипниковом узле 24 и закреплен фиксирующей втулкой 43. Подшипниковый узел 24 закреплен на задней стенке и может быть выполненным любым известным способом. В простейшем случае подшипниковый узел может состоять из корпуса с установленными подшипниками скольжения, выполненными из антифрикционных материалов. Лопатки 42 выполнены с плоским участком 43, ориентированным по радиусу, для срабатывания на нем и выпрямления вращательной составляющей потока. Выходная часть лопатки 42 выполнена криволинейной, загнутой в сторону противоположную направлению вращения ротора для более полного использования поступательного потока.In the above example, the turbine rotor 14 is made centrifugal-axial, with an axial inlet 39 and a centrifugal outlet 40. The rear wall 23 is flat and carries a bearing assembly 24 for mounting the rotor 14. The rotor is made in the form of a central shaped cone-shaped body with concave curvilinear shapes 41 on a flat base and bearing on its surface profiled blades 42. An output shaft 15 is installed in the body 41, with the help of which the rotor is installed in the rear wall in the bearing assembly 24 and is fixed with a fixing the sleeve 43. The bearing assembly 24 is mounted on the rear wall and can be performed in any known manner. In the simplest case, the bearing assembly may consist of a housing with mounted sliding bearings made of antifriction materials. The blades 42 are made with a flat section 43, oriented along the radius, to operate on it and straighten the rotational component of the flow. The output part of the blade 42 is made curved, bent to the side opposite to the direction of rotation of the rotor for more complete use of the translational flow.

Выходной вал 15 ротора 14 на своем конце может быть снабжен различными устройствами (шкивами, муфтами и т.п.) Для передачи механической различным потребителям. В приведенном примере выходной вал 15 связан с помощью муфты 8 с валом электрического генератора 3, а сама установка предназначена для выработки и передачи электроэнергии потребителям. Для этого установка снабжена распределительным щитом, установленным на платформе (на чертежах не показано) и связанным своим входом кабелем с выходом электрогенератора 3. При этом кабель и сам генератор выполнены в водозащитном исполнении.The output shaft 15 of the rotor 14 at its end can be equipped with various devices (pulleys, couplings, etc.) for mechanical transmission to various consumers. In the above example, the output shaft 15 is connected using the coupling 8 with the shaft of the electric generator 3, and the installation itself is designed to generate and transmit electricity to consumers. For this, the installation is equipped with a switchboard installed on the platform (not shown in the drawings) and connected by its input to the cable with the output of the electric generator 3. At the same time, the cable and the generator itself are made in waterproof design.

Установка может быть выполнена с пультом управления, обеспечивающим ее работоспособность.Installation can be performed with a control panel that ensures its operability.

Установка не требует для своего изготовления каких либо специальных материалов и технологий, и может быть изготовлена по известным технологиям на существующем оборудовании. Так корпус конфузора может быть изготовлен из пластических полимерных материалов в виде каркаса с оболочками; корпус диффузора может быть выполненным из легких литейных сплавов; вихревая камера, ротор - из металла с антифрикционным покрытием.The installation does not require any special materials and technologies for its manufacture, and can be manufactured using known technologies on existing equipment. So the case of the confuser can be made of plastic polymeric materials in the form of a frame with shells; the diffuser housing may be made of light cast alloys; swirl chamber, rotor - made of metal with anti-friction coating.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При включении электродвигателя 10 насос 9 через выходной патрубок 11 подает воду 47 в нагнетательную камеру 19. Далее вода через сопла 32 впрыскивается под давлением в вихревую камеру 37, где струи воды, вытекающие из сопел, где ускоряют воду, находящуюся в канале и создают в ней вихрь 38. Возникающий вихрь 38 создает в центральной области канала разрежение, благодаря чему создается поток воды 46, устремляющийся в канал 35 независимо от наличия течения в окружающей воде. Поток воды 46 в канале турбины смешивается с эжектирующей водой из сопел, получает дополнительную энергию и превращается в вихревой ускоренный поток. Вихревой поток поступает на турбину, где он срабатывается и выбрасывается в окружающую среду в виде потока. Таким образом на турбине создается механическая энергия, которая может быть использована различными потребителями, в том числе и для получения электроэнергии.When the motor 10 is turned on, the pump 9 through the outlet pipe 11 supplies water 47 to the discharge chamber 19. Next, water through the nozzles 32 is injected under pressure into the vortex chamber 37, where water jets flowing from the nozzles, where they accelerate the water in the channel and create it vortex 38. The resulting vortex 38 creates a rarefaction in the central region of the channel, due to which a stream of water 46 is created, rushing into the channel 35 regardless of the presence of flow in the surrounding water. The flow of water 46 in the turbine channel is mixed with ejected water from the nozzles, receives additional energy and turns into an accelerated vortex stream. The vortex flow enters the turbine, where it is triggered and released into the environment in the form of a stream. Thus, mechanical energy is generated on the turbine, which can be used by various consumers, including for generating electricity.

Таким образом, для работы установки не требуется: наличие подводных течений, строительство дорогостоящих потенциально опасных сооружений. Установка может работать в любом водоеме: реке, море, озере и т.д., и не требует больших объемов. При этом, установка проста по конструкции, надежна и безопасна в работе, проста, в обслуживании и экологична.Thus, the installation does not require: the presence of underwater currents, the construction of expensive potentially dangerous structures. The installation can work in any body of water: river, sea, lake, etc., and does not require large volumes. At the same time, the installation is simple in design, reliable and safe to operate, simple in maintenance and environmentally friendly.

Кроме того, вихревой поток на входе канала создает разрежение, благодаря чему используется энергия окружающей среды (энергия вакуума), что приводит к повышению эффективности устройства, к.п.д. Его значительно превышает к.п.д. Известных установок. Конструкция установки позволяет получить значительную энергию в одном агрегате.In addition, the vortex flow at the inlet of the channel creates a vacuum, due to which the energy of the environment (vacuum energy) is used, which leads to an increase in the efficiency of the device, efficiency It significantly exceeds the efficiency Famous installations. The design of the installation allows you to get significant energy in one unit.

Таким образом, использование предложенного технического решения позволит получить дешевую механическую или электрическую энергии.Thus, the use of the proposed technical solution will allow to obtain cheap mechanical or electrical energy.

Claims (5)

1. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую, содержащая турбину, выполненную с корпусом, представляющим статор, содержащий цилиндрический круговой канал с входным и выпускным устройствами, и ротором, снабженным выходным валом, и устройство для подачи воды под давлением, отличающаяся тем, что входное устройство выполнено с последовательно расположенными связанными между собой конфузора с входным отверстием, сообщающимся с окружающей средой, и диффузора, а статор снабжен нагнетательной камерой, сообщающейся своим входом с устройством для подачи воды под давлением и выполненной с выпускными соплами, расположенными в выходной части диффузора по всему его периметру и направленными своими осями под углом 7-30° к оси входного устройства при виде на поверхность корпуса в плане, при этом канал выполнен с вихревой камерой, расположенной между диффузором и ротором турбины таким образом, чтобы струи воды, вытекающие из сопел, создавали в потоке воды, проходящий через канал статора, вихрь, направленный своим вектором вдоль оси канала.1. Power plant for converting water energy into mechanical, containing a turbine made with a housing representing a stator containing a cylindrical circular channel with inlet and outlet devices, and a rotor equipped with an output shaft, and a device for supplying water under pressure, characterized in that the input device is made with sequentially located interconnected confuser with an inlet in communication with the environment, and a diffuser, and the stator is equipped with an injection chamber, communicating I by my entrance with a device for supplying water under pressure and made with exhaust nozzles located in the outlet of the diffuser along its entire perimeter and directed by its axes at an angle of 7-30 ° to the axis of the input device when viewed from the surface of the housing in plan, with this channel made with a vortex chamber located between the diffuser and the turbine rotor in such a way that water streams flowing from the nozzles create a vortex in the water stream passing through the stator channel, directed by its vector along the channel axis. 2. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую по п.1, отличающаяся тем, что выхлопные сопла выполнены отклоненными дополнительно в диаметральной плоскости по направлению к оси входного устройства на угол, равный 0,5-8°.2. A power plant for converting water energy into mechanical energy according to claim 1, characterized in that the exhaust nozzles are additionally deflected in a diametrical plane towards the axis of the input device by an angle equal to 0.5-8 °. 3. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство для подачи воды под давлением выполнено в виде осевого лопастного насоса с электродвигателем, снабженного выходным и заборным патрубками, при этом выходной патрубок подсоединен к входному патрубку турбины.3. Power plant for converting water energy into mechanical energy according to claims 1 and 2, characterized in that the device for supplying water under pressure is made in the form of an axial vane pump with an electric motor, equipped with an outlet and intake nozzles, while the outlet nozzle is connected to the inlet nozzle turbines. 4. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую по п.3, отличающаяся тем, что ротор выполнен центробежно-осевым, с осевым входом и центробежным выходом.4. Power plant for converting water energy into mechanical energy according to claim 3, characterized in that the rotor is made centrifugal-axial, with an axial inlet and a centrifugal outlet. 5. Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую по п.3, отличающаяся тем, что корпус турбины выполнен из последовательно расположенных и связанных между собой корпусов конфузора, диффузора, вихревой камеры, выполненной на конце с раструбом для размещения центробежно-осевого ротора, и задней стенки, несущей подшипниковый узел для установки ротора и связанной с раструбом вихревой камеры съемными стойками.
Figure 00000001
5. A power plant for converting water energy into mechanical energy according to claim 3, characterized in that the turbine housing is made up of consecutively arranged and interconnected casings of a confuser, a diffuser, a swirl chamber made at the end with a bell to accommodate a centrifugal-axial rotor, and the back wall supporting the bearing assembly for mounting the rotor and removable racks associated with the bell of the vortex chamber.
Figure 00000001
RU2012135959/06U 2012-08-22 2012-08-22 POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL RU123849U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135959/06U RU123849U1 (en) 2012-08-22 2012-08-22 POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012135959/06U RU123849U1 (en) 2012-08-22 2012-08-22 POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU123849U1 true RU123849U1 (en) 2013-01-10

Family

ID=48807406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135959/06U RU123849U1 (en) 2012-08-22 2012-08-22 POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU123849U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174685U1 (en) * 2016-04-21 2017-10-25 Владимир Тарасович Шведов Installation for converting fluid energy into mechanical energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174685U1 (en) * 2016-04-21 2017-10-25 Владимир Тарасович Шведов Installation for converting fluid energy into mechanical energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2864627B1 (en) Apparatus for converting energy from fluid flow
US9322385B1 (en) Hydro vortex enabled turbine generator
US9803614B2 (en) Systems and methods for hydroelectric systems
US8310072B2 (en) Wind power installation, generator for generation of electrical power from ambient air, and method for generation of electrical power from ambient air in motiion
US8764391B2 (en) Hydrokinetic turbine structure and system
US20100289268A1 (en) Underwater turbine
KR20160140860A (en) Turbine Assembly
WO2010109169A2 (en) Bladeless turbine and power generator
CN105452646B (en) Assembly for generating electricity
CN104204509A (en) Water turbine
JP6168269B2 (en) Fluid machinery and fluid plant
JP6049749B2 (en) Turbine equipment
CN214836834U (en) Power generation device capable of enabling low-water-head micro-water source to generate high-efficiency energy
US8946922B1 (en) Reverse flow hydroelectric generator
RU123849U1 (en) POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL
RU2508467C2 (en) Submersible monoblock microhydro power plant
RU2462612C1 (en) Orthogonal power generating unit to convert energy of water or air flows
JP5738273B2 (en) Power generator
US8376699B1 (en) Vortex hydro turbine
RU2673965C1 (en) Pump hydroelectric unit
RU2347938C1 (en) Floating air-and-water power station
KR101663248B1 (en) Submerged small hydro-power plant
CN113431728A (en) Power generation device capable of enabling low-water-head micro-water source to generate high-efficiency energy
WO2014031038A2 (en) Power plant for converting energy from a fluid medium into mechanical energy
RU174685U1 (en) Installation for converting fluid energy into mechanical energy

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140823