RU2046992C1

RU2046992C1 - Hydroelectric power unit

Info

Publication number: RU2046992C1
Application number: RU9494020069A
Authority: RU
Inventors: Игорь Борисович Шкурихин
Original assignee: Игорь Борисович Шкурихин
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-10-27
Also published as: RU94020069A

Abstract

FIELD: electric power generation. SUBSTANCE: power unit has, in addition, pump 9; hydraulic turbine blades 4 are made as hollow bodies of revolution whose walls are provided with tangential slits communicating with pump 9. EFFECT: improved design. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии путем использования кинетической энергии рек и водотоков. The invention relates to hydropower and can be used to generate electricity by using the kinetic energy of rivers and streams.

Наиболее близкой к изобретению является гидроэлектрическая установка, содержащая роторную гидротурбину с лопастями и валом, кинематически связанным с генератором. Closest to the invention is a hydroelectric installation containing a rotary turbine with blades and a shaft kinematically connected to the generator.

Недостатками такой установки являются низкая мощность и сложность эксплуатации установки. The disadvantages of this installation are the low power and complexity of operation of the installation.

Цель изобретения увеличение мощности и упрощение эксплуатации установки. The purpose of the invention is to increase power and simplify the operation of the installation.

Цель достигается тем, что установка дополнительно содержит насос, при этом лопасти гидротурбины выполнены в виде пустотелых тел вращения, стенки которых снабжены тангенциальными щелями сообщающееся с насосом, а также тем, что установка снабжена устройством регулирования подачи воды в тангенциальные щели. The goal is achieved by the fact that the installation additionally contains a pump, while the blades of the hydraulic turbine are made in the form of hollow bodies of revolution, the walls of which are provided with tangential slots in communication with the pump, and also that the installation is equipped with a device for controlling the flow of water into the tangential slots.

На фиг. 1 изображена гидроэлектрическая установка; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a hydroelectric installation; figure 2 section aa in figure 1.

Гидроэлектрическая установка содержит гидротурбину с ротором 1, валом 2 ротора 1, корпусом 3, лопасти 4, выполненные в виде пустотелых тел вращения, стенки которых снабжены тангенциальными щелями 5, генератор 6, мультипликатор 7, соединенный с валом 2 ротора 1 муфтой 8, насос 9, подключенный через трубопровод 10 к кольцевой камере 11, выполненной в корпусе 3 и ограниченной с внутренней стороны внешней поверхностью вала 2, устройство 12 регулирования подачи воды в тангенциальные щели 5, центральный канал 13, выполненный на конце вала 2 и сообщающийся с кольцевой камерой 11 через окна 14, а через радиальные каналы 15 в роторе 1 с полостями 16 в лопастях 4, уплотнения 19, размещенные между торцовыми стенками 17 и 18 кольцевой камеры 11 и внешней поверхностью вала 2, споры 20 корпуса 3, установленные на понтоне 21, удерживающим установку на поверхности реки. The hydroelectric installation includes a hydraulic turbine with a rotor 1, a shaft 2 of a rotor 1, a housing 3, blades 4 made in the form of hollow bodies of revolution, the walls of which are provided with tangential slots 5, a generator 6, a multiplier 7 connected to the shaft 2 of the rotor 1 with a coupling 8, a pump 9 connected through a pipeline 10 to an annular chamber 11 made in the housing 3 and bounded on the inner side by the outer surface of the shaft 2, the device 12 for regulating the water supply to the tangential slots 5, the Central channel 13, made at the end of the shaft 2 and communicating with the face chamber 11 through the windows 14, and through the radial channels 15 in the rotor 1 with cavities 16 in the blades 4, seals 19 located between the end walls 17 and 18 of the annular chamber 11 and the outer surface of the shaft 2, the spores 20 of the housing 3 mounted on the pontoon 21 holding the installation on the surface of the river.

Гидроэнергетическая установка работает следующим образом. Hydropower installation operates as follows.

Вода из насоса 9 через трубопровод 10, кольцевую камеру 11, окна 14 и каналы 13 и 15 поступает в полости 16 пустотелых лопастей 4 и через тангенциальные щели 5, выполненные в их боковых стенках, выбрасывается вдоль внешней поверхности лопастей. Water from the pump 9 through the pipeline 10, the annular chamber 11, the windows 14 and the channels 13 and 15 enters the cavity 16 of the hollow blades 4 and through the tangential slots 5 made in their side walls, are ejected along the outer surface of the blades.

В результате действия так называемого эффекта Коанда высокоскоростные струи движутся вдоль поверхности лопастей, образуя сплошное вихревое кольцо, взаимодействие которого с внешним потоком создает подъемную силу лопасти, величина которой зависит от скорости струй. Механизм создания подъемной силы аналогичен в этом случае созданию подъемной силы вокруг вращающегося цилиндра. Однако в данном случае качество профиля С_y/C_x (отношение коэффициента подъемной силы к коэффициенту сопротивления) значительно выше и достигает 20 при величине С_у 6.As a result of the so-called Coanda effect, high-speed jets move along the surface of the blades, forming a continuous vortex ring, the interaction of which with the external flow creates the lifting force of the blade, the magnitude of which depends on the speed of the jets. The mechanism for creating lift is similar in this case to the creation of lift around a rotating cylinder. However, in this case, the quality of the profile With _y / C _x (the ratio of the coefficient of lifting force to the coefficient of resistance) is much higher and reaches 20 with a value of C _at 6.

При взаимодействии внешнего потока с системой кольцевых лопастей образуется расходный вихрь (фиг.2), так как величина создаваемого системой лопастей крутящего момента зависит от скорости выбрасываемых струй, поддержание заданного числа оборотов генератора достигается дросселированием потока жидкости за насосом 9 регулирующего устройства 12. Это позволяет значительно упростить систему регулирования и использовать одну и ту же установку для различных скоростей набегающего потока, что упрощает ее эксплуатацию. В результате того, что направление циркуляции вокруг лопастей сохраняется независимо от их положения, а величина действующей на них подъемной силы на порядок превышает подъемную силу, действующую на обычные крыловые профили, суммарная мощность установки существенно увеличивается. When the external flow interacts with the system of annular blades, a consumable vortex is formed (Fig. 2), since the magnitude of the torque generated by the system of blades of the jet depends on the speed of the ejected jets, maintaining a predetermined number of revolutions of the generator is achieved by throttling the fluid flow behind the pump 9 of the control device 12. This allows to simplify the control system and use the same installation for different speeds of the incoming flow, which simplifies its operation. As a result of the fact that the circulation direction around the blades is maintained regardless of their position, and the magnitude of the lifting force acting on them is an order of magnitude higher than the lifting force acting on ordinary wing profiles, the total power of the installation increases significantly.

Claims

1. A HYDROELECTRIC INSTALLATION, comprising a hydraulic turbine with a rotor, blades and a shaft kinematically connected to a generator, characterized in that the installation further comprises a pump, while the hydraulic turbine blades are made in the form of hollow bodies of revolution, the walls of which are provided with tangential slots in communication with the pump.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for controlling the flow of water into the tangential slots.