RU2731502C1 - Прецессионная гидротурбина - Google Patents
Прецессионная гидротурбина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731502C1 RU2731502C1 RU2019106273A RU2019106273A RU2731502C1 RU 2731502 C1 RU2731502 C1 RU 2731502C1 RU 2019106273 A RU2019106273 A RU 2019106273A RU 2019106273 A RU2019106273 A RU 2019106273A RU 2731502 C1 RU2731502 C1 RU 2731502C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- liquid
- hydraulic turbine
- nozzle
- air chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B5/00—Machines or engines characterised by non-bladed rotors, e.g. serrated, using friction
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к прецессионной гидротурбине. Гидротурбина содержит резервуар (8) для жидкости с отверстием (3) входа жидкости и с отверстием (4) выхода жидкости. Между отверстиями (3) и (4) в резервуаре (8) установлено сопло (1) статора. В сопле (1) установлен безлопастный катящийся ротор (2), содержащий элемент, имеющий форму тела вращения с валом (9). Ротор (2) установлен на удерживающем устройстве (6), позволяющем ротору (2) совершать гирационное передвижение по внутренней стенке сопла (1). Ротор (2) присоединен к генератору (7) электрического тока посредством механизма (5). В резервуаре (8), над ротором (2), расположена воздушная камера (10), открытая с нижнего конца. Вал (9) ротора (2) проходит в камеру (10). Генератор (7), который присоединен к валу (9) ротора (2) посредством механизма (5), установлен в камере (10). Изобретение направлено на обеспечение повышения КПД прецессионной гидротурбины. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к прецессионной гидротурбине, содержащей резервуар для жидкости с отверстием входа жидкости и с отверстием выхода жидкости, причем между отверстием входа жидкости и отверстием выхода жидкости в резервуаре для жидкости установлено сопло статора, а в сопле статора установлен безлопастный катящийся ротор, содержащий тело вращения с валом, при этом катящийся ротор установлен на удерживающем устройстве, обеспечивающем возможность гирационного перемещения ротора по внутренней стенке сопла статора, причем катящийся ротор механически соединен с генератором электрического тока.
Уровень техники
Известно, что гидравлические машины имеют статор с отверстием входа жидкости и с отверстием выхода жидкости, а в статоре на удерживающем устройстве установлен безлопастный катящийся ротор, состоящий из корпуса, имеющего форму тела вращения. Удерживающее устройство выполнено с возможностью обеспечения гирационного передвижения ротора по внутренней стенке статора. Поступая на статор, поток жидкости заставляет ротор коснуться внутренней стенки статора и начать гирационное передвижение по внутренней стенке статора. Таким образом, по меньшей мере, часть вала ротора совершает прецессионное перемещение. Поэтому такие машины иногда называют прецессионными машинами.
В чешском патенте № 284483 и европейском патенте EP1015760 B1 раскрыта гидравлическая машина с качением, содержащая резервуар с жидкостью, оснащенный входным и, по меньшей мере, одним выходным соплом, и, по меньшей мере, один катящийся ротор, состоящий из элемента, имеющего форму тела вращения, устанавливаемый в зоне выходного сопла на удерживающем устройстве. Катящийся ротор установлен таким образом, что он может свободно перекатываться по внутренней стенке выходного сопла.
Тот же принцип работы лежит в основе гидравлических машин в соответствии с Европейским патентом EP 1082538 В1, чешскими патентами № 294708 и № 302361 и с чешскими полезными моделями № 7606, № 17908 и № 18890.
Общим недостатком всех известных машин с качением, или прецессионных машин/турбин является то, что в них не решены проблемы, связанные с устранением потерь, вызванных прецессионным перемещением вала в жидкости, и не обеспечена надежная защита генератора электрического тока от попадания воды.
Раскрытие сущности изобретения
Упомянутые выше технические проблемы решены посредством прецессионной гидротурбины, содержащий резервуар для жидкости с отверстием входа жидкости и отверстием выхода жидкости, и в резервуаре для жидкости, между отверстием входа жидкости и отверстием выхода жидкости установлено сопло статора, и в сопле статоре установлен безлопастный катящийся ротор, состоящий из корпуса, имеющего форму тела вращения с валом, при этом катящийся ротор устанавливается на удерживающем устройстве, дающем возможность гирационного передвижения ротора по внутренней стенке сопла статора, а катящийся ротор взаимосвязан с генератором электрического тока посредством механизма в соответствии с изобретением, основанном на том, что в резервуаре для жидкости над ротором расположена воздушная камера, открытая с нижнего конца, причем вал ротора проходит в упомянутую воздушную камеру. В воздушной камере установлен генератор электрического тока, который взаимосвязан с валом ротора посредством механизма.
Преимуществом конструкции, основанной на изобретении, является то, что генератор электрического тока может быть установлен ниже уровня воды, не требуя дорогостоящей изоляции от попадания воды. Еще одним преимуществом является значительное повышение КПД прецессионной гидротурбины, поскольку значительная часть вала ротора и весь механизм, соединяющий катящийся ротор с генератором электрического тока работают в воздушной камере, а значит, их движению не препятствует протекающая жидкость.
В предпочтительном варианте осуществления с воздушной камерой соединена линия подачи сжатого воздуха, а на нижнем краю воздушной камеры может быть установлен датчик уровня жидкости, чтобы управлять подачей сжатого воздуха.
В другом предпочтительном варианте осуществления, линия подачи сжатого воздуха соединена с компрессором.
В предпочтительном варианте осуществления подающий трубопровод соединен с входным отверстием, так что турбина может работать при перепаде любой высоты.
Если турбина установлена в речном потоке, к входному отверстию предпочтительно может быть присоединено переходное устройство, входное отверстие которого расширяется и ориентировано против речного потока, при этом выходное отверстие резервуара для жидкости ориентировано по потоку.
Чтобы положительно повлиять на функциональность ротора и повысить устойчивость турбины, количество жидкости в нижней части резервуара для жидкости предпочтительно должно быть больше, чем в его верхней части. Это значит, что в предпочтительном варианте осуществления воздушная камера сужается в направлении катящегося ротора.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематически показан пример первого варианта осуществления прецессионной гидротурбины согласно изобретению.
На фиг. 2 показан вариант осуществления со средством подвода сжатого воздуха, присоединенного к воздушной камере.
На фиг. 3 показан вариант осуществления с подводящим трубопроводом, присоединенным к входному отверстию.
На фиг. 4 показан предпочтительный вариант осуществления для установки в морском или речном потоке.
На фиг. 5 показан вариант осуществления со специфической формой воздушной камеры.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, прецессионная гидротурбина содержит резервуар 8 для жидкости с отверстием 3 входа жидкости и отверстием 4 выхода жидкости. Сопло 1 статора расположено в резервуаре 8 для жидкости между отверстием 3 входа жидкости и отверстием 4 выхода жидкости. В сопле 1 статора установлен безлопастный катящийся ротор 2 с валом 9. Катящийся ротор 2 может иметь форму любого тела вращения.
Катящийся ротор 2 установлен на удерживающем устройстве 6. Удерживающее устройство 6 может представлять собой любой известный механизм, обеспечивающий гирационное передвижение ротора 2 вдоль внутренней стенки сопла 1 статора. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, удерживающее устройство 6 состоит из стержневидной опоры, которая прочно соединена с нижней частью ротора 2 и с противоположной стороны оканчивается шаровидным сочленением, установленным в консоли 19.
В резервуаре 8 для жидкости над ротором 2 находится воздушная камера 10, которая, по меньшей мере, частично, погружена в жидкость и открыта на своем нижнем конце, поэтому она работает по принципу известного водолазного колокола, или кессона. Воздушная камера 10 подвешена на кронштейнах 16 в резервуаре 8 для жидкости, а на держателе 17 в воздушной камере закреплен генератор 7 электрического тока. Электрический ток, вырабатываемый генератором 7, передается проводниками 20 электрического тока.
Вал 9 ротора 2 проходит в воздушную камеру 10.
Механизм 5, соединяющий катящийся ротор 2 с генератором 7 электрического тока, может представлять собой любой известный механизм преобразования прецессионного движения вала 9 катящегося ротора 2 во вращательное движение вала 18 генератора 7 электрического тока, например, схематически изображенный рычажный механизм.
Жидкость поступает в резервуар 8 для жидкости через входное отверстие 3, протекает через сопло 1 статора и выходит через выходное отверстие 4. Протекающая жидкость заставляет ротор 2 перекатываться по внутренней стенке сопла 1 статора, т. е. ось 9 ротора 2 совершает прецессионное движение.
Поскольку значительная часть вала 9 ротора 2 и весь механизм 5 перемещаются в воздушной камере 10, протекающая жидкость не препятствует их движению. Результатом такой конструкции является существенное повышение КПД прецессионной гидротурбины. Кроме того, генератор 7 электрического тока расположен вне жидкости и не требует очень дорогостоящей защиты от попадания воды, хотя он расположен ниже уровня воды.
Вариант осуществления на фиг. 2 отличается от варианта осуществления на фиг. 1 тем, что к воздушной камере 10 подсоединена линия 11 подачи сжатого воздуха, соединенная с компрессором 13, и что на нижнем крае воздушной камеры 10 установлен датчик 12 уровня жидкости для управления линией 11 подачи сжатого воздуха. Подаваемый сжатый воздух в комбинации с датчиком 12 уровня жидкости позволяет исключить колебания уровня в воздушной камере 10, вызванные возможной утечкой воздуха. Остальные функции этого варианта осуществления, а также всех вариантов осуществления, описанных ниже, аналогичны описанному действию варианта осуществления с фиг. 1.
Вариант осуществления, показанный на фиг. 3, отличается от варианта осуществления с фиг. 2 тем, что с входным отверстием 3 соединен подводящий трубопровод 14, что позволяет турбине работать на перепаде любой высоты.
Вариант осуществления, показанный на фиг. 4, отличается от варианта с фиг. 2 тем, что с входным отверстием 3 соединено переходное устройство 15, входное отверстие которого расширяется и ориентировано навстречу потоку жидкости, при этом выходное отверстие 4 резервуара 8 для жидкости ориентировано по течению. Данный вариант осуществления предназначен для установки в водный поток.
Вариант осуществления, показанный на фиг. 5, отличается от варианта с фиг. 2 тем, что воздушная камера 10 сужается по направлению к катящемуся ротору 2. Таким образом, в данном варианте осуществления количество жидкости в нижней части резервуара 8 для жидкости больше, чем в его верхней части, что положительно сказывается на устойчивости резервуара 8 для жидкости и функционировании ротора 2.
Перечень номеров позиций
1 сопло статора
2 ротор
3 входное отверстие
4 выходное отверстие
5 механизм
6 удерживающее устройство
7 генератор электрического тока
8 резервуар для жидкости
9 вал
10 воздушная камера
11 линия подачи сжатого воздуха
12 датчик уровня
13 компрессор
14 подводящий трубопровод
15 переходное устройство
16 кронштейн
17 держатель генератора
18 вал генератора
19 консоль
20 проводники электрического тока
Claims (7)
1. Прецессионная гидротурбина, содержащая резервуар (8) для жидкости с отверстием (3) входа жидкости и с отверстием (4) выхода жидкости, причем между отверстием (3) входа жидкости и отверстием (4) выхода жидкости в резервуаре (8) для жидкости установлено сопло (1) статора, и в сопле (1) статора установлен безлопастный катящийся ротор (2), содержащий элемент, имеющий форму тела вращения, с валом (9), при этом катящийся ротор (2) установлен на удерживающем устройстве (6), обеспечивающем возможность гирационного перемещения ротора (2) по внутренней стенке сопла (1) статора, при этом катящийся ротор (2) соединен с генератором (7) электрического тока посредством механизма (5), отличающаяся тем, что в резервуаре (8) для жидкости, над ротором (2), расположена воздушная камера (10), открытая с нижнего конца, причем вал (9) ротора (2) проходит в упомянутую воздушную камеру (10), а генератор (7) электрического тока, соединенный с валом (9) ротора (2) посредством механизма (5), установлен в воздушной камере (10).
2. Прецессионная гидротурбина по п. 1, отличающаяся тем, что с воздушной камерой (10) соединена линия (11) подачи сжатого воздуха.
3. Прецессионная гидротурбина по п. 2, отличающаяся тем, что на нижнем краю воздушной камеры (10) установлен датчик (12) уровня жидкости для управления линией (11) подачи сжатого воздуха.
4. Прецессионная гидротурбина по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что линия (11) подачи сжатого воздуха соединена с компрессором (13).
5. Прецессионная гидротурбина по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что с входным отверстием (3) соединен подводящий трубопровод (14).
6. Прецессионная гидротурбина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что с входным отверстием (3) соединено переходное устройство (15), входное отверстие которого расширяется и ориентировано навстречу потоку жидкости, а выходное отверстие (4) резервуара (8) для жидкости ориентировано вниз по течению.
7. Прецессионная гидротурбина по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что воздушная камера (10) сужается в направлении катящегося ротора (2).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZPV2016-572 | 2016-09-16 | ||
CZ2016-572A CZ2016572A3 (cs) | 2016-09-16 | 2016-09-16 | Precesní kapalinová turbína |
PCT/CZ2017/000058 WO2018050132A1 (en) | 2016-09-16 | 2017-08-31 | Precession fluid turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2731502C1 true RU2731502C1 (ru) | 2020-09-03 |
Family
ID=58450897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019106273A RU2731502C1 (ru) | 2016-09-16 | 2017-08-31 | Прецессионная гидротурбина |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3513057B1 (ru) |
CN (1) | CN109952427B (ru) |
CZ (1) | CZ2016572A3 (ru) |
RU (1) | RU2731502C1 (ru) |
WO (1) | WO2018050132A1 (ru) |
ZA (1) | ZA201900969B (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ308256B6 (cs) * | 2018-09-20 | 2020-03-25 | P.F. - Economy consulting, spol. s r.o. | Precesní kapalinová turbína |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU941665A1 (ru) * | 1980-12-25 | 1982-07-07 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Гидродвигатель |
EP1015760B1 (en) * | 1996-10-17 | 2002-06-05 | Miroslav Sedlacek | Rolling fluid machine |
CZ18890U1 (cs) * | 2008-06-19 | 2008-09-15 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Odvalovací tekutinová turbína |
CZ302361B6 (cs) * | 2009-12-10 | 2011-04-06 | Ústav termomechaniky AV CR , v.v.i. | Precesní kapalinová turbína |
CZ24439U1 (cs) * | 2012-08-14 | 2012-10-15 | Ceské vysoké ucení technické v Praze, Fakulta stavební, | Unášeč tekutinové odvalovací turbíny |
CZ304399B6 (cs) * | 2012-06-13 | 2014-04-16 | Moravská vysoká škola Olomouc, o.p.s. | Precesní kapalinová turbína s generátorem |
WO2015032368A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | VALTA Milan | Precession fluid turbine |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1059016A (zh) * | 1990-08-05 | 1992-02-26 | 周拯晔 | 全密闭挤压式旋转泵 |
CZ284483B6 (cs) | 1997-03-28 | 1998-12-16 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Odvalovací tekutinový stroj |
CZ7606U1 (cs) | 1998-05-22 | 1998-07-10 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Hydromotor |
CZ294708B6 (cs) | 2001-09-13 | 2005-02-16 | Miroslav Ing. Csc. Sedláček | Odvalovací kapalinová turbína |
US7689343B2 (en) * | 2007-04-24 | 2010-03-30 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for enabling control of fuel injection for an engine operating in an auto-ignition mode |
CZ17908U1 (cs) * | 2007-08-03 | 2007-10-01 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Tekutinová turbína |
CN101787951A (zh) * | 2009-12-28 | 2010-07-28 | 贾正跃 | 潜伏式和无间歇海浪发电装置制造方法 |
KR101485993B1 (ko) * | 2013-07-02 | 2015-02-02 | 김현준 | 물소용돌이 발생을 이용한 소수력 발전장치 |
CN104500315B (zh) * | 2014-12-15 | 2016-09-07 | 湖南德沃普电气股份有限公司 | 一种浮于水面的水力发电装置 |
-
2016
- 2016-09-16 CZ CZ2016-572A patent/CZ2016572A3/cs unknown
-
2017
- 2017-08-31 WO PCT/CZ2017/000058 patent/WO2018050132A1/en unknown
- 2017-08-31 EP EP17772595.9A patent/EP3513057B1/en active Active
- 2017-08-31 RU RU2019106273A patent/RU2731502C1/ru active
- 2017-08-31 CN CN201780057019.1A patent/CN109952427B/zh active Active
-
2019
- 2019-02-14 ZA ZA201900969A patent/ZA201900969B/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU941665A1 (ru) * | 1980-12-25 | 1982-07-07 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Гидродвигатель |
EP1015760B1 (en) * | 1996-10-17 | 2002-06-05 | Miroslav Sedlacek | Rolling fluid machine |
CZ18890U1 (cs) * | 2008-06-19 | 2008-09-15 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Odvalovací tekutinová turbína |
CZ302361B6 (cs) * | 2009-12-10 | 2011-04-06 | Ústav termomechaniky AV CR , v.v.i. | Precesní kapalinová turbína |
CZ304399B6 (cs) * | 2012-06-13 | 2014-04-16 | Moravská vysoká škola Olomouc, o.p.s. | Precesní kapalinová turbína s generátorem |
CZ24439U1 (cs) * | 2012-08-14 | 2012-10-15 | Ceské vysoké ucení technické v Praze, Fakulta stavební, | Unášeč tekutinové odvalovací turbíny |
WO2015032368A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-12 | VALTA Milan | Precession fluid turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109952427A (zh) | 2019-06-28 |
CZ306587B6 (cs) | 2017-03-15 |
WO2018050132A1 (en) | 2018-03-22 |
CN109952427B (zh) | 2020-09-29 |
EP3513057B1 (en) | 2020-04-01 |
CZ2016572A3 (cs) | 2017-03-15 |
ZA201900969B (en) | 2019-11-27 |
BR112019004687A2 (pt) | 2019-08-13 |
EP3513057A1 (en) | 2019-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104329205B (zh) | 水流发电装置 | |
NO330104B1 (no) | Kraftinstallasjon | |
JP6618904B2 (ja) | 発電装置 | |
KR101381022B1 (ko) | 관로 발전 장치 | |
RU2731502C1 (ru) | Прецессионная гидротурбина | |
JP2014530987A (ja) | 特に潮力発電所のための水力タービンのロータおよび当該発電所の運転方法 | |
JP2006194100A (ja) | 渦流防止装置 | |
KR100995404B1 (ko) | 공기에 의해 기밀되는 발전기를 가지는 조류 발전용 터빈 | |
JP5705105B2 (ja) | 水力発電装置 | |
KR101871703B1 (ko) | 수력 발전시스템 | |
KR102038024B1 (ko) | 부유식 풍력 발전기 및 이의 제어방법 | |
KR101814613B1 (ko) | 수배관 미활용에너지를 이용한 발전장치 | |
CA2480988C (en) | Turbine with a downstream tube | |
JP2014214848A (ja) | レバーフロート式ドレントラップ | |
JP2008180092A (ja) | 立軸バルブ型水車発電設備およびその運転制御方法 | |
JP4938902B2 (ja) | 汚水攪拌バルブ及びこれを用いたポンプユニット | |
KR101069414B1 (ko) | 기력발전소의 방수로용 인라인 터빈을 이용한 사이펀식 소수력발전장치 | |
JP2007051542A (ja) | 汚水攪拌バルブ及びこれを用いたポンプユニット | |
CZ30233U1 (cs) | Precesní kapalinová turbína | |
JP2019018713A (ja) | 水中浮遊式装置 | |
KR20020086482A (ko) | 설비용 플랜트 빌딩 및 플랜트 빌딩을 작동하는 방법 | |
JP4120578B2 (ja) | ランナベーンの水圧駆動装置。 | |
CN216200593U (zh) | 一种浮球式自动排气阀用流量监控装置 | |
KR200458527Y1 (ko) | 조류에너지의 풍력발전에너지로의 변환효율을 극대화하는 방법 | |
JP7431137B2 (ja) | 流体システム |