RU2109165C1

RU2109165C1 - Dampless side-by-side hydraulic turbine

Info

Publication number: RU2109165C1
Application number: RU93005841A
Authority: RU
Inventors: Виталий Григорьевич Федчишин
Original assignee: Виталий Григорьевич Федчишин
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1998-04-20

Abstract

FIELD: hydraulic power engineering. SUBSTANCE: hydraulic turbine has two horizontal coaxial runners arranged symmetrically on either side of streamlined vertical hollow bearing mount which can be made either hermetically sealed or turnable, as required. EFFECT: improved environmental friendliness of electric power supplies dispensing with dams. 5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при создании автономных экологически чистых источников электрической энергии, не требующих строительства или изменения русла рек и проток. The invention relates to hydropower and can be used to create stand-alone environmentally friendly sources of electric energy that do not require the construction or change of river channels and ducts.

Известна гидротурбина, содержащая корпус с генератором и мультипликатором, вал отбора мощности, несущую стойку и ротор с лопастями. Known hydraulic turbine containing a housing with a generator and a multiplier, a power take-off shaft, a supporting rack and a rotor with blades.

Однако такие конструктивные решения не обеспечивают горизонтального уравновешенного расположения ротора для возможности повышения крутящего момента на валу отбора мощности (SU, авт.св. N 1285182, кл. F 03 B 13/12, 1987). However, such structural solutions do not provide a horizontal balanced arrangement of the rotor for the possibility of increasing the torque on the power take-off shaft (SU, auth. St. N 1285182, class F 03 B 13/12, 1987).

Технической задачей настоящего изобретения является увеличение вырабатываемой мощности гидротурбины и сведение к нулю разворачивающих сил. An object of the present invention is to increase the generated power of a hydraulic turbine and to reduce to zero the deploying forces.

Поставленная задача достигается тем, что гидротурбина содержит два горизонтально и соосно расположенных ротора, симметрично размещенных по обе стороны на несущей полой вертикальной стойке обтекаемой формы, которая, при необходимости, может быть герметизированной или поворотной. The task is achieved in that the turbine contains two horizontally and coaxially arranged rotors, symmetrically placed on both sides on a supporting hollow vertical strut streamlined, which, if necessary, can be sealed or rotary.

Из патентной и научно-технической информации не известны источники, содержащие сведения об аналогичных технических решениях, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, а также свойства, совпадающие со свойствами заявляемого решения, поэтому можно считать, что оно обладает существенными отличиями, позволяющими при практическом осуществлении создать новый тип эффективного преобразователя энергии водных течений в электрическую. From patent and scientific and technical information, sources containing information about similar technical solutions having features similar to those distinguishing the claimed solution from the prototype, as well as properties that match the properties of the proposed solution, are not known, therefore, it can be considered that it has significant differences , allowing in practical implementation to create a new type of effective converter of energy of water currents into electrical energy.

На фиг. 1 изображена стационарная установка нескольких гидротурбин под днищем поставленного на якорь несамоходного плавсредства, вид сверху; на фиг. 2 - вид спереди (по течению) на фиг.1; на фиг.3 показан способ поворотного размещения гидротурбины по бортам судна; на фиг.4 - на надводной платформе; на фиг.5 изображена в аксонометрии донная герметизированная гидротурбина; на фиг.6 показана спаренная установка двух гидротурбин (с размещением генераторов и мультипликаторов в одном корпусе), вид сбоку; на фиг.7 - вид спереди (по течению) на фиг.6; на фиг.8 - разрез А-А на фиг.6 на роторы и основание; на фиг.9 - кинематическая развязанное соединение на общую нагрузку валов отбора мощности от роторов. In FIG. 1 shows the stationary installation of several hydraulic turbines under the bottom of an anchored non-self-propelled craft, top view; in FIG. 2 is a front view (downstream) of FIG. 1; figure 3 shows a method of rotational placement of a hydraulic turbine on the sides of the vessel; figure 4 - on the surface platform; figure 5 shows a perspective view of a bottom sealed hydraulic turbine; figure 6 shows the paired installation of two hydraulic turbines (with the placement of generators and multipliers in one housing), side view; Fig.7 is a front view (downstream) of Fig.6; on Fig - section aa in Fig.6 on the rotors and base; figure 9 - kinematic untied connection to the total load of the power take-off shafts from the rotors.

Гидротурбина содержит корпус 1, генератор 2, конусную консоль 3, удлиненный вал отбора мощности 4, мультипликатор 5, ротор со сдвоенными лопастями 7. The hydraulic turbine contains a housing 1, a generator 2, a conical console 3, an elongated power take-off shaft 4, a multiplier 5, a rotor with twin blades 7.

Гидротурбина дополнительно содержит несущую полную вертикальную стойку 8 обтекаемой формы, второй идентичный ротор 9 со сдвоенными лопастями 10, горизонтально расположенные консоли 11 и 3 также обтекаемой формы, конические шестерни 12 и 13. Гидротурбина с герметизированным (размещенным под водой) одинарным корпусом 1 или спаренным корпусом 14 дополнительно снабжена баллоном 15 со сжатым воздухом и выравнивающим давление редуктором 16. The hydroturbine additionally contains a supporting full vertical strut 8 with a streamlined shape, a second identical rotor 9 with twin blades 10, horizontally located consoles 11 and 3 with a streamlined shape, bevel gears 12 and 13. A hydraulic turbine with a sealed (placed under water) single case 1 or a coupled case 14 is further provided with a compressed air cylinder 15 and a pressure equalizing gear 16.

При навесном исполнении несущая полая вертикальная стойка 8 закреплена на поворотном транцевом кронштейне 17. При стационарной установке спаренной гидротурбины на бетонном основании 18, с одновременным надводным расположением корпуса 14, стойки 8 удлинены, а на течениях с глубиной, превышающей высоту стоек 8, бетонное основание 18 снабжено жесткой (сварной или разборной) рамой требуемой высоты (не показаны). На больших глубинах (в протоках), многократно превышающих высоту вертикальной стойки 8, гидроагрегат снабжен устанавливаемой понтонной платформой, удерживаемой под водой врастяжку тросами (не показана). Для этого можно использовать платформу. When mounted, the supporting hollow vertical strut 8 is mounted on a rotary transom bracket 17. When stationary installing a paired hydraulic turbine on a concrete base 18, with a simultaneous surface arrangement of the casing 14, the struts 8 are elongated, and on currents with a depth exceeding the height of the struts 8, the concrete base 18 equipped with a rigid (welded or collapsible) frame of the required height (not shown). At great depths (in the ducts), many times higher than the height of the vertical strut 8, the hydraulic unit is equipped with an installed pontoon platform, held under the wire by stretching cables (not shown). You can use the platform for this.

Гидротурбина работает следующим образом. Hydroturbine works as follows.

Первоначально (при заводской сборке) сдвоенные лопасти 7 и 10 устанавливаются и фиксируются с ориентацией их плоскостей на ось развернутой по потоку лопасти 7, которая может располагаться в верхнем (фиг.6) или нижнем (фиг. 5 и 7) положениях. Initially (at the factory assembly), the twin blades 7 and 10 are installed and fixed with the orientation of their planes on the axis of the downstream blade 7, which can be located in the upper (Fig. 6) or lower (Fig. 5 and 7) positions.

В омываемом потоке вращающиеся лопасти осуществляют "циклоидное качение", при этом каждая лопасть за один оборот ротора разворачивается вокруг своей оси в обратную сторону на пол-оборота (ω_p= -2,0ω_л) и создает крутящий момент, изменяющийся по синусоидальному закону.In the flow being washed, the rotating blades carry out a “cycloid rolling”, with each blade turning one half turn around its axis in one revolution of the rotor (ω _p = -2.0ω _l ) and creates a torque that varies according to a sinusoidal law.

Вращение противоположных роторов - однонаправленное, поэтому разворачивающие усилия сведены к нулю. The rotation of the opposite rotors is unidirectional, so the unfolding forces are reduced to zero.

Направления вращения роторов на стойках 8 (фиг.6) противоположны, так как в этом случае лопасти 7 одной стойки 8 оказывают минимальное экранирование лопастей 7 другой стойки 8. The directions of rotation of the rotors on the uprights 8 (Fig.6) are opposite, since in this case the blades 7 of one rack 8 have a minimum screening of the blades 7 of the other rack 8.

Claims

1. A dual damless hydraulic turbine comprising a housing with a generator and a multiplexer, an elongated power take-off shaft, a supporting strut and coaxial rotors with blades kinematically connected by bevel gears to the energy converter shaft and having unidirectional rotation, characterized in that the rotors with blades are placed under water, the blades are made double and are constantly oriented by their planes to the axis of the upper or lower blades deployed in the flow, and the rotors are located on both sides of The supporting struts are streamlined consoles and kinematically connected with the multiplier with their output driveshafts.

2. Hydroturbine according to claim 1, characterized in that the sealed underwater generator housing is additionally equipped with a replaceable compressed air cylinder fixed to the outside and a pressure reducer equalizing the internal and external pressure.

3. Hydroturbine according to claim 1, characterized in that, when hinged under the bottom of the anchored vessel, the support strut is mounted on a swivel face bracket.

4. Hydroturbine according to claim 1, characterized in that when the surface of the generator housing is in a stream exceeding the height of the support column, the latter is connected to the bottom base by means of an additionally installed intermediate frame.

5. Hydroturbine according to claim 1, characterized in that when installed in a deep stream, it is fixed above and / or below the pontoon platform recessed under water.