RU2132965C1 - Гидротурбина марченко - Google Patents
Гидротурбина марченко Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132965C1 RU2132965C1 RU97120471/06A RU97120471A RU2132965C1 RU 2132965 C1 RU2132965 C1 RU 2132965C1 RU 97120471/06 A RU97120471/06 A RU 97120471/06A RU 97120471 A RU97120471 A RU 97120471A RU 2132965 C1 RU2132965 C1 RU 2132965C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rim
- impeller
- housing
- neck
- turbine
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Устройство предназначено для преобразования энергии потока текучей среды в механическую энергию. Обод рабочего колеса установлен в кольцевой выемке корпуса, на смежных поверхностях которого размещены поддерживающие ролики, а концы лопастей рабочего колеса свободно размещены относительно друг друга в центральной части горловины рабочего колеса. На внешней поверхности обода установлено зубчатое колесо, кинематически связанное с приводным валом. Гидротурбина компактна, проста в изготовлении и имеет высокий КПД. 1 з. п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в осевых прямоточных, малонапорных, реактивных пропеллерных турбинах для малых ГЭС.
Известна горизонтальная прямоточная осевая турбина, содержащая рабочее колесо, жестко соединенное с рабочим валом, вращающимся на двух точках опоры и соединенное с валом генератора. Перед горловиной камеры рабочего колеса установлен обтекатель, а в центре горловины размещена втулка, на которой закреплены лопасти колеса. Сзади горловины установлена S-образная отсасывающая труба, в которой находится рабочий вал. (См. книгу Г.И.Кривченко. Гидравлические машины. Турбины и насосы. М.: Энергоатомиздат. 1983. с. 48-49, рис.3.22.б.)
Известная турбина имеет следующие недостатки. Она имеет возможность размещать ограниченное количество лопастей рабочего колеса (не более четырех), а также размещение обтекателя перед горловиной рабочего колеса и S-образной отсасывающей трубы сзади горловины, обуславливающих, своим размещением, значительное гидросопротивление в потоке, что снижает КПД гидротурбины.
Известная турбина имеет следующие недостатки. Она имеет возможность размещать ограниченное количество лопастей рабочего колеса (не более четырех), а также размещение обтекателя перед горловиной рабочего колеса и S-образной отсасывающей трубы сзади горловины, обуславливающих, своим размещением, значительное гидросопротивление в потоке, что снижает КПД гидротурбины.
Известен гидроагрегат, содержащий гидротурбину, включающую статор, рабочее колесо, с установленной на валу втулкой с обтекателем, на которой закреплены лопасти и гидронасос, где втулка выполнена в виде полого цилиндра, а гидронасос размещен в его полости. (См. А.С. СССР N 1020616, F 03 B 13/00, опубл. 30.05.83, бюл. N 20, Гидроагрегат.).
В известном гидроагрегате в центральной части горловины рабочего колеса размещена втулка с обтекателем, на которой установлены лопасти. Такое размещение втулки и обтекателя также повышает гидросопротивление, что снижает эффективность работы гидроагрегата.
Ближайшим техническим решением, взятым за прототип, является устройство гидротурбины, содержащей корпус с водозаборником, направляющие лопатки и рабочее колесо с лопастями, прикрепленными к внутренней поверхности обода, установленного с зазором относительно корпуса, а также она снабжена вакуумной системой, включающей вакуумный насос с приводом от рабочего колеса, подключенный при помощи трубопровода к полости между ободом и корпусом (См. А. С. СССР N 1645589, МКИ F 03 B 11/06, опубл. 30.04.91, бюл. N 16. Гидротурбина.)
Известная конструкция гидротурбины исключает размещение некоторых узлов в горловине рабочего колеса, повышающих гидросопротивление, однако она имеет следующие недостатки. Выполнение значительного зазора между удлиненным корпусом и ободом требует постоянного наличия вакуумной системы, снабженной трубкой Вентури, что обуславливает сложность ее изготовления и работу, а также требует дополнительной затраты электроэнергии на работу вакуумного насоса. А размещение в центральной части горловины обтекателя также повышает гидросопротивление потоку. А это все снижает КПД гидротурбины и усложняет ее конструкцию.
Известная конструкция гидротурбины исключает размещение некоторых узлов в горловине рабочего колеса, повышающих гидросопротивление, однако она имеет следующие недостатки. Выполнение значительного зазора между удлиненным корпусом и ободом требует постоянного наличия вакуумной системы, снабженной трубкой Вентури, что обуславливает сложность ее изготовления и работу, а также требует дополнительной затраты электроэнергии на работу вакуумного насоса. А размещение в центральной части горловины обтекателя также повышает гидросопротивление потоку. А это все снижает КПД гидротурбины и усложняет ее конструкцию.
Задачей изобретения является создание простой, компактной гидротурбины с повышенной эффективностью работы путем исключения препятствий в проточном тракте, создающих гидродинамическое сопротивление в центральной части горловины рабочего колеса, за счет размещения лопастей рабочего колеса, в предлагаемом устройстве, на внутренней поверхности обода и свободно размещенных их относительно друг друга в центральной части горловины, чем обеспечивается свободный прямой поток жидкости в горловине, снижающий до минимума динамическое сопротивление.
Предлагаемое устройство гидротурбины позволяет повысить КПД турбины за счет создания в проточном тракте сквозного движения жидкости с увеличенной скоростью потока и его динамического напора путем уменьшения гидродинамического сопротивления, создаваемого в прототипе, установкой в центральной части горловины рабочего колеса-обтекателя, направляющих лопаток, соединенных друг с другом в центральной части горловины и установкой трубки Вентури для вакуумной системы.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве гидротурбины, содержащей неподвижный корпус, рабочее колесо с лопастями, установленными на внутренней поверхности обода, размещенного в зазором относительно корпуса, согласно изобретению, обод размещен в кольцевой выемке корпуса, на смежных поверхностях корпуса с ободом размещены поддерживающие ролики, а концы лопастей рабочего колеса свободно размещены относительно друг друга в центральной части горловины рабочего колеса, при этом на внешней поверхности обода установлено зубчатое колесо, кинематически связанное с приводным валом.
На смежных поверхностях корпуса с оболом установлены поддерживающие ролики на подшипниках скольжения.
В предлагаемом техническом решении отличительные признаки не являются характеристикой целых частей целого объекта, которые сами могут быть целыми и самостоятельными объектами, со своими функциями, поэтому в отрыве от других частей (признаков) они не классифицируются, а совокупность признаков, изложенных в отличительной части формулы, не была обнаружена в известных технических решениях, поэтому предлагаемое решение соответствует требованию "изобретательского уровня".
Выполнение предложенной гидротурбины, в которой обод размещен в кольцевой выемке корпуса и опирающегося на поддерживающие ролики, установленные на смежных с ним поверхностях корпуса, а также свободная установка концов лопастей рабочего колеса в центральной части горловины обеспечивает в проточном тракте сквозное движение жидкости с увеличенной скоростью потока, за счет уменьшения гидросопротивления текущей среды, что обеспечивает повышение КПД турбины. Предлагаемая гидротурбина компактна, простая в изготовлении, ее конструкция позволяет устанавливать в ряд несколько турбинных блоков как продольно, так и поперек потока, и эксплуатировать ее при любом положении в пространстве (при горизонтальном, вертикальном или наклонном потоке) без изменений в ее конструкции, что может использоваться в малых ГЭС на малонапорных потоках.
На фиг. 1 представлена предлагаемая гидротурбина, продольный разрез; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1.
Гидротурбина содержит неподвижный корпус 1, состоящий из двух частей, с кольцевой выточкой 2, в которой размещен обод 3 рабочего колеса 4, на котором установлены рабочие лопатки 5 на внутренней поверхности 6 обода 3. Обод 3 установлен в выемке 2 с зазором 7 между корпусом 1 и ободом 3 рабочего колеса 4. На смежных поверхностях корпуса 1 с ободом 3 размещены поддерживающие ролики 8, 9, установленные на подшипниках скольжения 10. Концы лопаток 5 рабочего колеса 4 установлены свободно относительно друг друга в центральной части горловины 11 рабочего колеса 4. На внешней поверхности 12 обода 3 рабочего колеса 4 установлено зубчатое колесо 13, кинематически связанное посредством зубчатого колеса 14 с приводным валом 15. В корпусе 1 выполнены отверстия 16 для подвода охлаждающей жидкости в выемку 2 корпуса 1 для охлаждения рабочего колеса 4.
Гидротурбина работает следующим образом. Под напором потока реки рабочее колесо 4 вращается и вращает зубчатое колесо 13, размещенное на внешней поверхности 12 обода 3 рабочего колеса 4. Зубчатое колесо 13 в зацеплении с зубчатым колесом 14, размещенным на приводном валу 15, отдает мощность потребителю. Сквозной свободный поток жидкости, проходя в центральной части горловины 11 за счет снижения гидросопротивления, позволяет увеличить скорость потока и расход воды, обеспечивает увеличение напора, что повышает мощность гидротурбины и позволяет ее использовать для выработки электроэнергии малыми ГЭС.
Конструкция предлагаемой гидротурбины позволяет создавать из отдельных гидротурбин (турбинных блоков) сотовые гидромашины для эксплуатации как широких потоков (поперечное исполнение с несколькими проточными трактами), так и узких потоков (продольное, многоступенчатое исполнение с одним, двумя проточными трактами), используя один рабочий вал, кинематически связанный с несколькими рабочими колесами. Это позволит достичь максимального коэффициента использования энергетического потенциала каждого конкретного потока.
Кроме применения в гидроэнергетике, принцип построения данной турбины может быть использован при создании ветроэнергетических устройств (при соответствующем исполнении и соответствующих материалах), а также в промышленности, например, при создании перемешивающих устройств (в замкнутом объеме), при создании вентилирующих устройств, насосов, насосов-толкачей для перекачки шламов, содержащих крупные фракции, при создании водяных движителей для надводного или подводного транспорта (катамараны, батискафы).
Наиболее применимыми материалами при изготовлении статорной и роторной части предлагаемой гидротурбины являются легкие высокопрочные пластмассы с низким коэффициентом трения и не поддающиеся коррозии и разрушению от действия среды, в которой эксплуатируются.
Claims (2)
1. Гидротурбина, содержащая неподвижный корпус, рабочее колесо с лопастями, установленными на внутренней поверхности обода, размещенного с зазором относительно корпуса, отличающаяся тем, что обод размещен в кольцевой выемке корпуса, на смежных поверхностях корпуса с ободом размещены поддерживающие ролики, а концы лопастей рабочего колеса свободно размещены относительно друг друга в центральной части горловины рабочего колеса, при этом на внешней поверхности обода установлено зубчатое колесо, кинематически связанное с приводным валом.
2. Гидротурбина по п.1, отличающаяся тем, что на смежных поверхностях корпуса с ободом установлены поддерживающие ролики на подшипниках скольжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97120471/06A RU2132965C1 (ru) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Гидротурбина марченко |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97120471/06A RU2132965C1 (ru) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Гидротурбина марченко |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2132965C1 true RU2132965C1 (ru) | 1999-07-10 |
Family
ID=20199885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97120471/06A RU2132965C1 (ru) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Гидротурбина марченко |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2132965C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107429656A (zh) * | 2015-02-12 | 2017-12-01 | 液力能源公司 | 水电/水力涡轮机及其制造和使用方法 |
-
1997
- 1997-12-03 RU RU97120471/06A patent/RU2132965C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кривченко Г.И. Гидравлические машины. Турбины и насосы. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.48 - 49, рис. 3.22 б. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107429656A (zh) * | 2015-02-12 | 2017-12-01 | 液力能源公司 | 水电/水力涡轮机及其制造和使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7385303B2 (en) | Integrated fluid power conversion system | |
US10202960B2 (en) | Systems and methods for hydroelectric systems | |
JP4737992B2 (ja) | 水力発電装置 | |
CN1571881B (zh) | 水电站及用于水电站的发电机 | |
KR20070058620A (ko) | 수중 터빈 발전기를 위한 흐름 개선 장치 | |
CN1809695B (zh) | 一种用于管型涡轮机的装置以及包含该装置的泵 | |
US4067665A (en) | Turbine booster pump system | |
JP4795144B2 (ja) | 水力発電装置 | |
KR20110138067A (ko) | 에너지 집약형 자력가동식 수직축 수류수차 장치 | |
JP6168269B2 (ja) | 流体機械および流体プラント | |
RU2132965C1 (ru) | Гидротурбина марченко | |
CN108005834A (zh) | 一种水流式向心涡轮 | |
CN207974908U (zh) | 一种管道式发电机 | |
KR101663248B1 (ko) | 수중 매입형 소수력 발전 장치 | |
CN202628537U (zh) | 水力涡轮驱动的水平式增压注水泵 | |
GB2392713A (en) | Multi-direction flow turbine | |
RU154299U1 (ru) | Гидроагрегат прямоточный лопастной | |
RU2346213C2 (ru) | Колесо центробежное энергоустановки | |
CN108131234A (zh) | 一种管道式发电机 | |
CN114517762B (zh) | 一种集流式海流能水轮机装置 | |
CN212079502U (zh) | 一种斜击式水轮发电机 | |
RU104649U1 (ru) | Насосный агрегат для подачи питательной воды в парогенераторы энергоблоков аэс | |
RU2146336C1 (ru) | Гидравлическая турбина с водовводом | |
CN116733664A (zh) | 混流式水轮发电机组及管路余压回收系统 | |
RU137060U1 (ru) | Переносной преобразователь энергии водного потока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041204 |