RU2221163C2 - Двукратная гидравлическая турбина - Google Patents
Двукратная гидравлическая турбина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2221163C2 RU2221163C2 RU99115051/06A RU99115051A RU2221163C2 RU 2221163 C2 RU2221163 C2 RU 2221163C2 RU 99115051/06 A RU99115051/06 A RU 99115051/06A RU 99115051 A RU99115051 A RU 99115051A RU 2221163 C2 RU2221163 C2 RU 2221163C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- water
- blades
- impeller
- flow
- 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)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
Устройство предназначено для преобразования энергии потока воды в механическую работу. Турбина содержит водоподвод, направляющий аппарат, устройство регулирования расхода воды и рабочее колесо, лопасти которого выполнены в виде цилиндрических обечаек, закрепленных на дисках. Направляющий аппарат выполнен в виде плоских лопаток, установленных под углом 4-12o к касательной окружности, образующей лопасть, в месте расположения ее входной кромки. При этом устройство регулирования расхода воды снабжено приводом, обеспечивающим данный расход от нуля до максимальной величины. Конструкция двукратной гидравлической турбины позволяет повысить ее КПД. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано при разработке конструкций гидротурбин. Известна конструкция двукратной турбины (Банки), содержащая водоподвод, рабочее колесо с лопастями, выполненными в виде цилиндрических обечаек, и направляющий аппарат. /Д.Я.Соколов. Использование водной энергии. М.: Сельхозгиз, 1953, с.49, рис. 43-6/. При этом последний представляет собой сопло, образованное плоскими поверхностями, с прямоугольным поперечным сечением, обеспечивающее одновременный подвод воды к ≈10-15% лопастей от общего числа лопастей рабочего колеса, а регулирование расхода воды осуществлялось с помощью плоского щитка. Гидротурбина по принципу действия относится к классу активных турбин. Максимальный коэффициент полезного действия турбины не превышал 60-70%.
Из-за низкого кпд, вызванного не эффективной проточной частью и большими потерями энергии в процессе регулирования расходом, использование такого типа турбин не получило широкого распространения.
Известна также конструкция двукратной гидротурбины, разработанная германской фирмой Оссбергер, общее описание которой дано в патенте США 4579506А, МКП 7 F 01 D 1/12 от 01.04.1986 г.
Конструкция содержит водоподвод и рабочее колесо с лопастями, выполненными в виде цилиндрических обечаек. Профилированный водоподвод выполнен в виде аванкамеры, с углом охвата лопастей рабочего колеса напорным фронтом, большим по сравнению с ранее упомянутым аналогом.
В аванкамере расположено устройство, выполненное в виде поворотного крыла с профилированным поперечным сечением, служащее для частичного регулирования расходом воды через турбину.
Одновременно задействованное в рабочем процессе большее число лопастей, конфигурация профиля водоподвода и размещенное в аванкамере крыло позволили увеличить мощность турбины и поднять ее кпд ориентировочно до 84%.
Недостатком указанной конструкции является отсутствие возможности регулирования поворотным крылом расхода воды через турбину от нуля до максимальной величины.
Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение коэффициента полезного действия двукратной гидротурбины и улучшение ее энергетических и эксплуатационных характеристик.
Технический результат может быть достигнут за счет введения в конструкцию турбины направляющего аппарата для создания оптимальных условий поступления воды на лопасти рабочего колеса и использования в качестве устройства регулирования воды через турбину цилиндрического сегментного затвора, позволяющего регулировать расход воды от нуля до максимальной величины и не нарушающего структуру потока при любом его положении в проточной части.
Изображенная на фиг.1 предлагаемая гидротурбина содержит аванкамеру 1 с фланцем 2 для соединения аванкамеры с водоподводящим устройством 3 и фланцем 4 для установки турбины и закрепления ее в здании гидроэлектростанции, аппарат направляющий 5 с лопатками 6, устройство регулирования расхода воды через турбину 7, привод 8, рабочее колесо 9 с лопастями 10 и подшипниковые узлы 11, с размещенными в них цапфами 12 вала турбины 13. Фиг.2 дает представление об углах установки лопаток направляющего аппарата и диффузорных каналах.
Аванкамера прямоугольной формы с профилированной проточной частью и углом охвата лопастей рабочего колеса напорным фронтом, ориентировочно равным 110 градусов.
Аппарат направляющий выполнен в виде плоских лопаток, установленных под углом 4-12 градусов к касательной окружности, образующей лопасть в месте расположения ее входной кромки, что обеспечивает оптимальные условия входа потока на лопасти рабочего колеса. Устройство для регулирования расхода воды расположено между лопатками направляющими и лопастями рабочего колеса и представляет собой цилиндрический сегментный затвор, ось поворота которого совмещена с осью вращения рабочего колеса. Устройство позволяет регулировать расход воды, проходящий через турбину от нуля до его максимальной величины, с помощью привода, расположенного на одной из боковых стенок аванкамеры.
Колесо рабочее содержит диски и закрепленные на них лопасти, выполненные в виде цилиндрических обечаек. Конфигурация межлопастных каналов, образованная радиусом кривизны лопастей, их количеством и расположением, обеспечивает оптимальные, с точки зрения энергетики, условия протекания жидкости через рабочее колесо. На боковых стенках аванкамеры расположены подшипниковые узлы, в которых размещены цапфы вала рабочего колеса. Максимальный кпд гидротурбины ≈90%.
Рабочий процесс в гидротурбине происходит следующим образом.
Поток воды из подводящего устройства 3 поступает в аванкамеру 1 и далее в направляющий аппарат 5. Направляющие лопатки 6 образуют множество каналов, в которых происходит выравнивание полей скоростей потоков воды по отношению друг к другу перед входом их под строго определенным углом на лопасти 10 рабочего колеса 9. На лопастях происходит преобразование гидравлической энергии потока воды в механическую на валу 13. Вращение рабочего колеса осуществляется в подшипниковых узлах 11 благодаря размещению в них цапф 12 вала турбины 13.
Далее вода следует в нижний бьеф.
Расход воды через турбину от нуля до максимальной величины может регулироваться устройством 7, снабженным приводом 8.
Таким образом, направляющий аппарат формирует оптимально организованный, с точки зрения энергетики, поток воды, который, взаимодействуя с лопастями рабочего колеса, обеспечивает высокие энергетические характеристики турбины, а устройство регулирования может выполнять как регулирующие, так и запорные функции, значительно улучшая эксплуатационные качества турбины.
Claims (1)
- Двукратная гидравлическая турбина, содержащая водоподвод, направляющий аппарат, устройство регулирования расхода воды и рабочее колесо, лопасти которого выполнены в виде цилиндрических обечаек, закрепленных на дисках, отличающаяся тем, что направляющий аппарат выполнен в виде плоских лопаток, установленных под углом 4-12° к касательной окружности, образующей лопасть, в месте расположения ее входной кромки, а турбина снабжена устройством регулирования расходом воды от нуля до максимальной величины, снабженным приводом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99115051/06A RU2221163C2 (ru) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Двукратная гидравлическая турбина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99115051/06A RU2221163C2 (ru) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Двукратная гидравлическая турбина |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99115051A RU99115051A (ru) | 2001-09-27 |
RU2221163C2 true RU2221163C2 (ru) | 2004-01-10 |
Family
ID=32090097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99115051/06A RU2221163C2 (ru) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Двукратная гидравлическая турбина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2221163C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649163C2 (ru) * | 2012-10-29 | 2018-03-30 | Карпиз Сас | Турбина, включающая, по крайней мере, два полых объемных колеса, вложенных друг в друга |
RU2806776C1 (ru) * | 2023-03-17 | 2023-11-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Гидротурбина |
-
1999
- 1999-07-13 RU RU99115051/06A patent/RU2221163C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЩАПОВ Н.М. Турбинное оборудование гидростанций. Издание третье. - М. - Л.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1961, с.57-58, рис.5-23. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649163C2 (ru) * | 2012-10-29 | 2018-03-30 | Карпиз Сас | Турбина, включающая, по крайней мере, два полых объемных колеса, вложенных друг в друга |
RU2806776C1 (ru) * | 2023-03-17 | 2023-11-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Гидротурбина |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5508008B2 (ja) | 双方向流で使用する衝撃式タービン | |
CN106593744B (zh) | 一种布置了潮流能转轮的竖井贯流式水轮机 | |
JPWO2003098035A1 (ja) | 垂直軸風車等の垂直軸駆動装置およびこれを用いた発電装置 | |
US4415306A (en) | Turbine | |
US20120009068A1 (en) | Low-head orthogonal turbine | |
CN110701110A (zh) | 一种带有活动导叶的蜗壳式离心泵 | |
RU2573861C2 (ru) | Способ модернизации установки преобразования энергии и модернизированная установка преобразования энергии | |
CN110486217A (zh) | 一种对旋式双向轴流水泵水轮机 | |
RU2221163C2 (ru) | Двукратная гидравлическая турбина | |
JPH11159433A (ja) | 水力機械 | |
CN109441691A (zh) | 一种尾水管带整流板混流式水轮机 | |
CN103114953A (zh) | 混流式水轮机反向s型长短叶片转轮 | |
AU742684B2 (en) | An impulse turbine | |
US1748892A (en) | Hydraulic process and apparatus | |
CN103477067A (zh) | 涡轮机中的改进 | |
WO2019206103A1 (zh) | 一种流水发电装置 | |
CN213450853U (zh) | 一种整流器以及大流量低能耗轴流式排灌装置 | |
RU2653647C1 (ru) | Способ регулирования мощности реактивных гидротурбин | |
RU2796038C1 (ru) | Вертикальная гидравлическая турбина с лопастями в виде трубки с углом поворота на 1800 | |
AU2011101036A4 (en) | Low-Head Orthogonal Turbine | |
RU83545U1 (ru) | Низконапорная ортогональная турбина | |
JPS58128470A (ja) | 貫流水車 | |
RU7148U1 (ru) | Гидроэлектростанция | |
RU2193104C1 (ru) | Гидротурбина с затвором | |
UA147851U (uk) | Високонапірний горизонтальний прямоточний гідроагрегат з діагонально-осьовим робочим колесом та сопловим підвідним й регулюючим органом |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 1-2004 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050714 |