RU150036U1 - HYDRAULIC ROTOR - Google Patents
HYDRAULIC ROTOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU150036U1 RU150036U1 RU2013153515/06U RU2013153515U RU150036U1 RU 150036 U1 RU150036 U1 RU 150036U1 RU 2013153515/06 U RU2013153515/06 U RU 2013153515/06U RU 2013153515 U RU2013153515 U RU 2013153515U RU 150036 U1 RU150036 U1 RU 150036U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- blades
- hydro
- energy
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Название полезной модели: Гидроротор. Назначение: Преобразование энергии гидравлического потока в механическую энергию вращения ротора. В гидроротор, состоящий из гидроколеса с вертикальным валом, к которому прикреплены основные лопасти, боковой стенки, создающей рабочий канал для потока воды, дополнительно введены наклонные к вертикальному валу лопасти, закрепленные на валу или на основных лопастях. Данные дополнительные лопасти воспринимают всплывающую часть потока, реакция от воздействия которого увеличивает крутящий момент гидроколеса. Вал гидроколеса размещен в опоре, закрепленной на дне потока. Усиление эффекта от всплывающих струй достигается установкой в нижнем сечении русла реки под гидроколесом в невозмущенной части основного потока дополнительных завихрителей потока, присоединенных к опоре или расположенных на дне потока. The name of the utility model: Hydrotor. Purpose: Converting the energy of the hydraulic flow into the mechanical energy of rotation of the rotor. In the hydraulic rotor, consisting of a hydro-wheel with a vertical shaft, to which the main blades are attached, a side wall that creates a working channel for the water flow, additionally introduced blades inclined to the vertical shaft, mounted on the shaft or on the main blades. These additional blades perceive the floating part of the stream, the reaction from the action of which increases the torque of the hydro-wheel. The hydro-shaft is placed in a support fixed to the bottom of the stream. Strengthening the effect of pop-up jets is achieved by installing in the lower section of the river channel under the hydro-wheel in the unperturbed part of the main stream additional flow swirls attached to the support or located at the bottom of the stream.
Description
Приложение №2 к решению о выдаче патента к заявке Appendix No. 2 to the decision on the grant of a patent to the application
№ 2013153515/06(083700)No. 2013153515/06 (083700)
ГИДРОРОТОРHYDRAULIC ROTOR
Полезная модель относится к устройствам преобразования энергии потока в механическую или электрическую энергию.A utility model relates to devices for converting flow energy into mechanical or electrical energy.
Известны различные устройства аналогичного назначения, например, «Гидроэлектростанция» по патенту РФ №2171910, МПК F03B 13/00, авторов Толмачева В.Н., Боровикова С.Н. и др. There are various devices of a similar purpose, for example, "Hydroelectric Power Station" according to the patent of the Russian Federation No. 2171910, IPC F03B 13/00, authors Tolmacheva V.N., Borovikova S.N. and etc.
Основными узлами этого устройства являются гидроколеса с лопастями и с вертикальной осью вращения, кинетически связанной через редуктор с электрогенератором, расположенными в сооружении на фундаментной плите.The main nodes of this device are hydro-wheels with blades and with a vertical axis of rotation kinetically connected through a gearbox with an electric generator located in the structure on the foundation plate.
Недостатком данного устройства является его конструктивная сложность. Кроме того, такого рода гидроколеса воспринимают только энергию прямотекущего потока и не реагируют на энергию всплывающих струй, частей потока отраженных от дна и - от других его завихрений.The disadvantage of this device is its structural complexity. In addition, this kind of hydro-wheels perceive only the energy of the forward flow and do not respond to the energy of pop-up jets, parts of the stream reflected from the bottom and from its other vortices.
В статье П.В. Полуяна «Макротурболентные структуры в речном потоке…» [электронный ресурс] режим доступа: http://www.vitanar.pochta.ru утверждается, что полная энергия потока распределена между поступательной и вращательной компонентами, между которыми идет энергообмен. У дна возникают микрозавихрения, каскадно складывающиеся, рождая более крупные тороидальные вихри. «Таким образом, общая энергия речного потока складывается из кинетической энергии поступательно движущейся структуры кольцевых вихрей, возникающих и существующих в текущей жидкости» (цитата из данной работы).In the article P.V. Poluyana “Macroturbolent structures in the river flow ...” [electronic resource] access mode: http://www.vitanar.pochta.ru states that the total energy of the stream is distributed between the translational and rotational components, between which energy is exchanged. At the bottom there are micro-eddies that fold in cascade, giving rise to larger toroidal eddies. “Thus, the total energy of the river flow is the sum of the kinetic energy of the translationally moving structure of the ring vortices that arise and exist in the flowing fluid” (cited from this paper).
Аналогичные вихри возникают и в воздушных потоках за счет отражения ветра от земли, от зданий и от разных других препятствий.Similar vortices arise in air currents due to the reflection of the wind from the ground, from buildings and from various other obstacles.
Перераспределение энергии потока на составляющие подтверждается также в работе Г.В. Трещалова «Высокоэффективный способ извлечения энергии из безнапорного потока текущей жидкости на основе специфического гидродинамического эффекта», «Экономика и производство», №2, 2008, Москва.The redistribution of flow energy into components is also confirmed in the work of G.V. Treschalova “Highly efficient way to extract energy from a pressureless flow of a flowing fluid based on a specific hydrodynamic effect”, “Economics and Production”, No. 2, 2008, Moscow.
Известна также «Вертикальная мультиплицирующая бесплотинная ГЭС» по авторскому свидетельству СССР №1789742, МПК F03B 13/00 автора Новикова Ю.М. Also known is the “Vertical multiplying damless hydroelectric power station” according to the USSR author's certificate No. 1789742, IPC F03B 13/00 of the author Novikov Yu.M.
Рабочие колеса в данной ГЭС выполнены в виде роторов с криволинейными лопастями, а кинематическая связь роторов с потребителем механической энергии выполнена с помощью кривошипно-шатунного механизма с обгонной муфтой.The impellers in this hydroelectric power station are made in the form of rotors with curved blades, and the kinematic connection of the rotors with a consumer of mechanical energy is made using a crank mechanism with an overrunning clutch.
Недостатком этого устройства также является его конструктивная сложность и невысокая эффективность, обусловленная тем, что роторы воспринимают только энергию прямотекущего потока и не реагируют на энергию всплывающих струй и других завихрений потока.The disadvantage of this device is its structural complexity and low efficiency, due to the fact that the rotors perceive only the energy of the direct flow and do not respond to the energy of the pop-up jets and other turbulences of the stream.
Известны также устройства типа «Миниэнергоблок» по патенту на полезную модель РФ №67193, МПК F03B 9/00, автора Щедрина Е.Е. Also known are devices of the type "Minienergoblock" according to the patent for utility model of the Russian Federation No. 67193, IPC F03B 9/00, by Shchedrin E.E.
Данный энергоблок содержит в корпусе на двух валах ротационный энергопреобразователь конвейерного типа, на котором поперечно закреплены лопасти консольно потоку.This power unit contains a conveyor-type rotary energy converter in a housing on two shafts, on which the blades are cantilevered to the cantilever stream.
Недостаток этих устройств также в том, что лопасти ротационного энергопреобразователя воспринимают только энергию прямотекущего потока и не реагируют на энергию всплывающих струй и других завихрений потока.The disadvantage of these devices is that the blades of a rotary energy transducer perceive only the energy of the direct current flow and do not react to the energy of pop-up jets and other turbulences of the flow.
Известна также «Гидроэлектростанция» по патенту РФ №2303707, МПК F03B 13/00. Патентообладатель: Военный инженерно-технический университет, авторы Савчук А.Д. и др., которая выбрана в качестве прототипа.Also known is the "Hydroelectric Power Station" according to the patent of the Russian Federation No. 23033707, IPC F03B 13/00. Patent holder: Military Engineering University, authors A. Savchuk and others, which is selected as a prototype.
Данное устройство содержит сооружение с электрогенераторами, редукторами, кинематически связанными с вертикальным валом гидроколес, имеющих неподвижные лопасти, причем сооружение имеет ледорезную опору, конфузорный, рабочий и диффузорный каналы в фундаментной плите, образующие два рабочих канала для гидроколес.This device comprises a structure with electric generators, gearboxes kinematically connected to a vertical hydro-shaft with fixed blades, the structure having an ice-cutting support, confuser, working and diffuser channels in the foundation plate, forming two working channels for hydro-wheels.
Недостатком прототипа является его конструктивная сложность, обусловленная наличием в бетонном сооружении специальных конфузорных и диффузорных каналов для повышения эффективности гидроколес в потоке.The disadvantage of the prototype is its structural complexity, due to the presence in the concrete structure of special confuser and diffuser channels to increase the efficiency of the wheels in the stream.
Такого рода роторные гидроколеса воспринимают только энергию прямо-текущего потока и не реагируют на энергию всплывающих струй, частей потока, отраженных от дна и других его завихрений. Это не позволяет полностью использовать энергию движущегося потока.This kind of rotor diving wheels perceive only the energy of the direct current flow and do not react to the energy of the pop-up jets, parts of the stream reflected from the bottom and its other vortices. This does not allow the full use of the energy of a moving stream.
Задачей предполагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.The objective of the proposed invention is to remedy these disadvantages.
Указанная задача решена в гидророторе, содержащем гидроколесо, состоящее из вертикального вала с основными лопастями, боковую стенку для создания рабочего канала, опору вертикального вала, согласно изобретению в него введены дополнительные наклонные к вертикальному валу лопасти, закрепленные на валу и/или на основных лопастях.This problem is solved in a hydraulic rotor containing a hydraulic wheel, consisting of a vertical shaft with main blades, a side wall to create a working channel, a support for the vertical shaft, according to the invention, additional blades inclined to the vertical shaft are inserted into it, mounted on the shaft and / or on the main blades.
Кроме того, дополнительно введены завихрители потока, присоединенные к опоре вертикального вала .In addition, flow swirls are additionally introduced attached to a vertical shaft support.
Технические преимущества заявленного объекта заключаются в увеличении коэффициента полезного действия устройства за счет более полной утилизации водной энергии потока и превращения ее в механическую или электрическую.The technical advantages of the claimed object are to increase the efficiency of the device due to a more complete utilization of the water energy of the stream and turning it into mechanical or electrical.
Технические преимущества выражаются в следующих отличительных признаках: на валу и/или на лопастях закреплены под углом к вертикальной оси дополнительные лопасти, воспринимающие вертикальные и всплывающие струи потока, реакция от воздействия которых увеличивает крутящий момент гидроколес.Technical advantages are expressed in the following distinguishing features: on the shaft and / or on the blades additional blades are fixed at an angle to the vertical axis, perceiving vertical and pop-up stream jets, the reaction of which increases the torque of the hydro-wheel.
Технические преимущества также заключаются в создании искусственных всплывающих частей потока путем установки в нижнем сечении русла реки под гидроколесом дополнительных завихрителей. Завихрители могут располагаться также на дне реки в невозмущенном потоке, который протекает под гидроколесом.Technical advantages also include the creation of artificial pop-up parts of the stream by installing additional swirlers in the lower section of the river channel under the hydro-wheel. Swirlers can also be located at the bottom of the river in an unperturbed stream that flows under a hydro-wheel.
Предложенное техническое решение может найти применение во многих роторных конструкциях, вырабатывающих механическую или электрическую энергию от гидравлических или ветровых потоков.The proposed technical solution can find application in many rotary structures that generate mechanical or electrical energy from hydraulic or wind flows.
Конструкция «Гидроротор» схематически изображена на чертежах, где на фиг. 1 - вид сверху, на фиг. 2 - положение в пространстве основной лопасти и дополнительной наклонной лопасти, присоединенных к вертикальному валу, на фиг. 3 - положение наклонных лопастей в пространстве, прикрепленных непосредственно к основным лопастям, а на фиг. 4 - расположение завихрителей на дне потока.The design of the "Hydrorotor" is schematically shown in the drawings, where in FIG. 1 is a plan view of FIG. 2 - the position in space of the main blade and the additional inclined blade attached to the vertical shaft, in FIG. 3 - the position of the inclined blades in space, attached directly to the main blades, and in FIG. 4 - arrangement of swirlers at the bottom of the stream.
Гидроротор содержит (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) гидроколесо, сосотоящее из вертикального вала 1 с основными лопастями 2 и дополнительными лопастями 3, боковую стенку 4, создающую рабочий канал для гидроколеса, опору 5 для вертикального вала, завихрители 6 (фиг. 4), соединенные с опорой вала или установленные на дне ниже расположения гидроколеса в потоке.The hydraulic rotor contains (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3) a hydraulic wheel that coexists from the vertical shaft 1 with the
На фиг. 1 направление всплывающей части потока V2 показано точкой в кружке (направление стрелы движущейся снизу вверх), а на всех фигурах направление основного потока обозначено V1, всплывающей части потока - V2 и дополнительной силы, воздействующей от всплывающего потока Fдоп.In FIG. 1, the direction of the pop-up part of the stream V 2 is shown by a dot in the circle (the direction of the arrow moving from bottom to top), and in all the figures, the direction of the main flow is indicated by V 1 , the pop-up part of the stream is V 2 and the additional force acting from the pop-up stream F add .
Гидроротор работает следующим образом. Поток воды поступает на лопасти, не огражденные боковой стенкой 4 и заставляет гидроколесо вращаться (фиг. 1) в данном примере против часовой стрелки. Основной поток V1 действует перпендикулярно на основные лопасти 2, а также - на дополнительны лопасти 3, установленные под углом 20…60° к вертикальному валу 1. Дополнительные лопасти 3 крепятся либо непосредственно к валу 1 (фиг. 2), либо к основным лопастям 2 (фиг. 3). Всплывающая часть потока V2 создает на наклонных дополнительных лопастях дополнительное усилие Fдоп, направленное по ходу вращения гидроколеса и создающее ему дополнительный вращающий момент.The hydraulic rotor works as follows. The flow of water enters the blades that are not fenced by the side wall 4 and causes the wheel to rotate (Fig. 1) in this example counterclockwise. The main stream V 1 acts perpendicularly to the
В гидророторе, полностью погруженном в поток V1 воды, происходит отбор гидравлической энергии, в том числе от его части, проходящей под гидроколесом. Это происходит за счет завихрений части потока V1 на завихрителе 6, создающем вертикальные и/или вихревые струи воды V2, перемещающиеся вверх вдоль опоры 5 вертикального вала 1. В простейшем случае в роли завихрителей могут быть крупные камни, валуны, установленные на дне или искусственные спиральные камеры, закрепленные на опоре 5 и создающие дополнительный восходящий поток(на чертежах не показаны).In a hydraulic rotor, completely immersed in a stream of water V 1 , there is a selection of hydraulic energy, including from its part passing under the hydro-wheel. This occurs due to the turbulence of part of the stream V 1 on the swirl 6, creating vertical and / or vortex jets of water V 2 moving upward along the
На фигурах представлен упрощенный чертеж единичного ротора. Фактическое их количество, как в прототипе, так и в других конструкциях роторов может быть различно, в зависимости от требуемой механической мощности на валу установки.The figures show a simplified drawing of a single rotor. Their actual number, both in the prototype and in other rotor designs, can be different, depending on the required mechanical power on the installation shaft.
Предлагаемая конструкция гидроротора позволяет повысить эффективность преобразования гидравлической энергии потока в механическую энергию крутящегося вала и, при необходимости - в электрическую энергию, если к валу присоединить электрический генератор.The proposed design of the hydraulic rotor allows to increase the efficiency of converting the hydraulic energy of the flow into the mechanical energy of a rotating shaft and, if necessary, into electric energy, if an electric generator is connected to the shaft.
Увеличение КПД в данном устройстве достигается сравнительно простыми приемами без удорожания конструкции и без дополнительных капитальных затрат.The increase in efficiency in this device is achieved by relatively simple methods without increasing the cost of the structure and without additional capital costs.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153515/06U RU150036U1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | HYDRAULIC ROTOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013153515/06U RU150036U1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | HYDRAULIC ROTOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU150036U1 true RU150036U1 (en) | 2015-01-27 |
Family
ID=53292538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013153515/06U RU150036U1 (en) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | HYDRAULIC ROTOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU150036U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619969C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-22 | Анистрад Григорьевич Васильев | All-season micro run-of-river plant |
RU185644U1 (en) * | 2018-06-27 | 2018-12-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" | Damless hydroelectric power station |
-
2013
- 2013-12-03 RU RU2013153515/06U patent/RU150036U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619969C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-22 | Анистрад Григорьевич Васильев | All-season micro run-of-river plant |
RU185644U1 (en) * | 2018-06-27 | 2018-12-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" | Damless hydroelectric power station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2823971C (en) | Rotor apparatus | |
CN108368819B (en) | Gravitation eddy water turbine assembly | |
US7652388B2 (en) | Wave-flow power installation | |
EP2876299B1 (en) | Ocean current power generating apparatus using a dual-duct | |
US9322385B1 (en) | Hydro vortex enabled turbine generator | |
US20100301609A1 (en) | River-Flow Electricity Generation | |
KR20110058998A (en) | Tide generator having multi-winges type | |
GB2487403A (en) | Conical helical rotor | |
KR20130052836A (en) | Hybrid electric power generation system using photovoltaics and wind power | |
JP6168269B2 (en) | Fluid machinery and fluid plant | |
RU150036U1 (en) | HYDRAULIC ROTOR | |
US20090257863A1 (en) | Turbine assembly | |
CN104976031A (en) | High-voltage outward-transmission spiral-groove electricity generating system | |
KR100990988B1 (en) | Cyclone Waterpower Generator | |
KR101256823B1 (en) | Small hydro-power device | |
RU2462612C1 (en) | Orthogonal power generating unit to convert energy of water or air flows | |
Wiemann et al. | Review of current developments in low head, small hydropower | |
KR101049421B1 (en) | Tidal power systems | |
KR101042650B1 (en) | A water power generation fixing in flowing water | |
RU2474724C1 (en) | Hydro-electric plant | |
WO2016030910A1 (en) | Water kinetic energy driven hydro turbine | |
RU162604U1 (en) | HYDRO POWER PLANT | |
RU139031U1 (en) | DEVICE FOR RECYCLING ENERGY ENVIRONMENT | |
RU2542164C1 (en) | Method of flowing medium energy utilisation and device for method implementation | |
RU150119U1 (en) | DEVICE FOR RECYCLING ENERGY ENVIRONMENT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151204 |