RU99076U1 - Роторно-лопастная гидравлическая машина - Google Patents
Роторно-лопастная гидравлическая машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU99076U1 RU99076U1 RU2010121358/06U RU2010121358U RU99076U1 RU 99076 U1 RU99076 U1 RU 99076U1 RU 2010121358/06 U RU2010121358/06 U RU 2010121358/06U RU 2010121358 U RU2010121358 U RU 2010121358U RU 99076 U1 RU99076 U1 RU 99076U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic machine
- impeller
- turbine chamber
- suction pipe
- blades
- Prior art date
Links
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)
Abstract
1. Роторно-лопастная гидравлическая машина, включающая направляющий аппарат, турбинную камеру, рабочее колесо, состоящее из корпуса с установленными на нем лопастями и разъемно закрепленное на валу, который установлен в подшипнике, а также отсасывающую трубу, отличающаяся тем, что турбинная камера выполнена в виде винтообразного полого цилиндра, один конец которого соединен с направляющим аппаратом, а другой его конец соединен с отсасывающей трубой, лопасти рабочего колеса размещены непосредственно в полости винтообразного цилиндра, а направляющий аппарат установлен перед турбинной камерой. ! 2. Роторно-лопастная гидравлическая машина по п.1, отличающаяся тем, что номинальный внутренний диаметр турбинной камеры равен диаметру рабочего колеса.
Description
Полезная модель относиться к гидроэнергетике, в частности к реактивным гидравлическим машинам, предназначенным для гидроэнергетических установок электрических станций, использующим рабочую среду, воду в широком диапазоне напоров. Гидравлические машины могут быть использованы как для выработки механической энергии, так и для осуществления подачи рабочей среды под давлением.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является гидравлическая машина Квятковского (см. «Гидравлические турбины». ЦНИИ по тяжелому энергетическому и транспортному машиностроению, сер. 18-7-75, Москва, 1975 г., стр.127), включающая направляющий аппарат, турбинную камеру, рабочее колесо, состоящее из корпуса с установленными на нем лопастями и разъемно закрепленное на валу, который установлен в подшипнике, а также отсасывающую трубу.
В известной гидравлической машине турбинная камера имеет спиралевидную форму, ось которой расположена в одной плоскости. Спиралевидная турбинная камера облицовкой жестко соединена с двумя кольцевыми поясами статора, между которыми установлены колонны. С верхним и нижним поясами статора сопряжен направляющий аппарат своими верхним и нижним кольцами, между которыми установлены лопатки направляющего аппарата с возможностью поворота посредством механизма привода. Рабочее колесо с лопастями размещено в специальной камере рабочего колеса, представляющей собой часть сферы, расположенной за направляющим аппаратом.
Недостатком известной гидравлической машины является сложность конструкции, трудоемкость ее изготовления и монтажа; обусловленная использованием крупногабаритных и металлоемких элементов спиральной камеры, статора, отсасывающей трубы и рабочего колеса, а также необходимостью применению специальных громоздких механизмов поворота для изменения положения лопаток направляющего аппарата. Такое конструктивное выполнение известной гидравлической машины требует также больших трудозатрат как на изготовление в заводских условиях, так и на транспортировку отдельных ее частей, а также на монтаж.
Известная гидравлическая машина имеет также низкую удельную мощность и ограниченные эксплуатационные возможности. Это связано с тем, что движение потока воды в многоконтурной проточной части гидротурбины сопровождается многократным изменением направления потока, а именно: поворот в спиральной камере, выход между колоннами статора, проход между лопатками направляющего аппарата, поворот на рабочем колесе и поворот в изогнутой отсасывающей трубе. Это вызывает неравномерность распределения скоростей в потоке из-за наличия неравномерности геометрического сечения в отдельных узлах гидравлической машины, что приводит к значительным гидравлическим потерям потока воды в различных узлах проточной части, и особенно в отсасывающей трубе, где энергия вращающегося потока практически не восстанавливается.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции гидравлической машины путем нового выполнения отдельных узлов и нового их взаимного расположения, что способствует оптимизации линии тока воды в проточной части машины за счет улучшения гидродинамических характеристик потока воды и уменьшения числа его поворотов в проточной части, что позволяет упростить конструкцию и уменьшить габариты гидравлической машины, повысить ее пропускную способность и удельную мощность, а также расширить эксплуатационные возможности при обеспечении высокого КПД гидравлической машины.
Поставленная задача решается тем, что в гидравлической машине, включающей направляющий аппарат, турбинную камеру, рабочее колесо, состоящее из корпуса с установленными на нем лопастями и разъемно закрепленного на валу, который установлен в подшипнике, а также отсасывающую трубу, согласно полезной модели, новым является то, что турбинная камера выполнена в виде винтообразного полого цилиндра, один конец которого соединен с направляющим аппаратом, а другой его конец соединен с отсасывающей трубой, лопасти рабочего колеса размещены непосредственно в полости винтообразного цилиндра, а направляющий аппарат размещен перед турбинной камерой.
Новым является также то, что номинальный внутренний диаметр турбинной камеры равен диаметру рабочего колеса.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Выполнение турбинной камеры в виде винтообразного полого цилиндра, а также расположение лопастей рабочего колеса непосредственно в винтовой полости турбинной камеры, обеспечивает равномерное сечение потока рабочей среды от направляющей аппарата до отсасывающей трубы, что приводит к улучшению гидродинамических характеристик потока. Это позволяет повысить пропускную способность и удельную мощность гидравлической машины, что значительно расширяет ее эксплуатационные возможности, позволяющие использовать ее в широком диапазоне напоров воды. Кроме того, в конструкции гидравлической машины винтовая турбинная камера выполняет одновременно и функцию камеры рабочего колеса, благодаря чему ее размеры уменьшаются до размера диаметра рабочего колеса, при этом, номинальный внутренний диаметр турбинной камеры равен диаметру рабочего колеса. Это способствует также упрощению конструкции и соответственно уменьшению габаритов основного узла гидравлической машины - узла для преобразования гидравлического напора воды в механическую энергию. Размещение направляющего аппарата в общей компоновке гидравлической машины перед турбинной камерой обеспечивает подачу в нее воды с минимальными энергетическими потерями. Благодаря новой компоновке отдельных узлов гидромашины, выполнению турбинной камеры в виде винтообразного полого цилиндра, и расположению направляющего аппарата перед турбинной камерой получают оптимальную линию тока воды, при которой значительно улучшаются гидродинамические характеристики потока за счет уменьшения числа поворотов потока в проточной части гидравлической машины. Это возможно вследствие того, что поток воды, проходя через проточную часть, подвергается лишь двукратной деформации, а именно, плавному обтеканию направляющего аппарата и движению по винтовой траектории в турбинной камере. Это обеспечивает уменьшение энергетических потерь, повышение равномерности скоростей потока воды вдоль проточной части гидромашины, что позволяет повысить удельную мощность и пропускную способность гидромашины, расширить ее эксплуатационные возможности, упростить конструкцию при обеспечении высокого КПД.
Техническая сущность заявляемой роторно-лопастной гидравлической машины поясняется чертежами.
На фиг.1 схематически представлена роторно-лопастная гидравлическая машина;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;
на фиг.3 - общий вид рабочего колеса, вид Б на фиг.1.
Роторно-лопастная гидравлическая машина включает турбинную камеру 1, выполненную в виде двухшагового винтообразного полого цилиндра. Один из концов 2 турбинной камеры 1 неподвижно, например сваркой соединен с направляющим аппаратом 3, который в свою очередь снабжен приводным устройством 4 для открытия или закрытия при подаче воды в турбинную камеру 1. Направляющий аппарат 3 выполнен в виде игольчатого устройства. Корпус 5 рабочего колеса 6 разъемно установлен на валу 7, который размещен в подшипнике 8 и кинематически связан с внешней машиной (не показана). Лопасти 9 рабочего колеса 6 установлены жестко на корпусе 5 и размещены в полости турбинной камеры 1. Лопасти 9 могут быть установлены на корпусе 5 рабочего колеса 6 с возможностью их поворота. Второй конец 10 турбинной камеры 1 неразъемно соединен с отсасывающей трубой 11, которая выполнена прямоточной.
Роторно-лопастная гидравлическая машина работает следующим образом.
Воду из напорного водовода (не показан) под давлением верхнего бьефа через игольчатый направляющий аппарат 3 подают в турбинную камеру 1, выполненную в виде винтообразного полого цилиндра.
Расход подаваемой води регулируют с помощью привода 4, который открывает или закрывает направляющий аппарат 3. Далее поток воды, двигаясь в винтовой полости турбинной камеры 1 по винтовой траектории, проходит пространство между лопастями 9 рабочего колеса 6, выходит из второго конца 10 винтовой турбинной камеры 1 и через отсасывающую трубу 11 поступает в нижний бьеф. Проходя через рабочее колесо 6 и обтекая его лопасти 9, вода отдает рабочему колесу энергию давления и скоростного напора, которая превращается в механическую энергию в виде вращательного момента. Механическая энергия с рабочего колеса 6 через вал 7, который вращается в подшипнике 8, передается на ротор электрической машины (не показана). В случае работы гидравлической машины в насосном режиме механическая энергия передается на рабочее колесо 6, которое, вращаясь в обратном направлении, передает энергию реверсивному потоку воды.
Заявляемая гидравлическая машина является компактной, отличается высокой пропускной способностью и удельной мощностью, благодаря чему возможно использование ее в широком диапазоне напоров, например от 40 до 500 м. Общие габариты машины (по сравнению с прототипом) уменьшаются в два-три раза, а КПД увеличивается на 1-2%. Относительно малые габариты, а также возможность эксплуатации гидравлической машины в любой пространственной компоновке позволяет использовать гидравлическую машину также на низконапорных ГЭС вместо сложных капсульных гидроагрегатов. При этом, заглубление рабочего колеса относительно уровня нижнего бьефа с целью исключения кавитационного режима не требует дополнительных строительных работ. Применение заявляемой гидравлической турбины в составе гидроэнергетического оборудования ГЭС и ГАЭС дает возможность эффективно использовать энергию рек и строить электростанции с меньшими габаритами здания ГЭС.
Промышленная применимость заявляемого устройства подтверждается возможностью осуществления его на известном оборудовании в условиях промышленного производства с использованием известных материалов и приспособлений.
Claims (2)
1. Роторно-лопастная гидравлическая машина, включающая направляющий аппарат, турбинную камеру, рабочее колесо, состоящее из корпуса с установленными на нем лопастями и разъемно закрепленное на валу, который установлен в подшипнике, а также отсасывающую трубу, отличающаяся тем, что турбинная камера выполнена в виде винтообразного полого цилиндра, один конец которого соединен с направляющим аппаратом, а другой его конец соединен с отсасывающей трубой, лопасти рабочего колеса размещены непосредственно в полости винтообразного цилиндра, а направляющий аппарат установлен перед турбинной камерой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121358/06U RU99076U1 (ru) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Роторно-лопастная гидравлическая машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121358/06U RU99076U1 (ru) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Роторно-лопастная гидравлическая машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99076U1 true RU99076U1 (ru) | 2010-11-10 |
Family
ID=44026433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010121358/06U RU99076U1 (ru) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Роторно-лопастная гидравлическая машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU99076U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015069211A1 (ru) * | 2013-11-11 | 2015-05-14 | Евгений Георгиевич САМОЙЛЕНКО | Высоконапорная гидравлическая машина |
-
2010
- 2010-05-26 RU RU2010121358/06U patent/RU99076U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015069211A1 (ru) * | 2013-11-11 | 2015-05-14 | Евгений Георгиевич САМОЙЛЕНКО | Высоконапорная гидравлическая машина |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8067850B2 (en) | Method for creating a low fluid pressure differential electrical generating system | |
CN201810589U (zh) | 一种叶轮进口有活动导叶的贯流泵 | |
TW201804074A (zh) | 低水頭大流量川渠水輪機 | |
CN104595094B (zh) | 水力涡轮发电机 | |
CN103917775A (zh) | 用于水力设备的涡轮机和水力设备 | |
RU99076U1 (ru) | Роторно-лопастная гидравлическая машина | |
JP2013068220A (ja) | 波力発電プラントにおいて逆転双方向空気流とともに使用される衝動空気タービン装置 | |
CN207974908U (zh) | 一种管道式发电机 | |
EP1486668A1 (en) | Impulse turbine, particularly of the reversible type | |
WO2011123085A1 (ru) | Гидравлическая машина | |
CN108005834A (zh) | 一种水流式向心涡轮 | |
WO2017068179A1 (en) | Rotor apparatus | |
RU106672U1 (ru) | Гидравлическая машина самойленко | |
US20150275913A1 (en) | Hydraulic Turbines with Exit Flow Direction Opposite to its Inlet Flow Direction | |
RU175269U1 (ru) | Гидравлическая низконапорная пропеллерная турбина | |
CN108131234A (zh) | 一种管道式发电机 | |
SI22917A (sl) | Hidrodinamični pretvornik vrtilnega momenta | |
CN107762713A (zh) | 一种适用于大流量的多功能减压阀 | |
RU154299U1 (ru) | Гидроагрегат прямоточный лопастной | |
RU154955U1 (ru) | Осевая гидротурбина | |
RU2587396C1 (ru) | Осевая гидротурбина | |
CN211082120U (zh) | 一种缠绕型水轮机 | |
KR100955083B1 (ko) | 유체 배관을 이용한 발전장치 | |
CN203248307U (zh) | 一种混流式水轮机 | |
JPH02130269A (ja) | カスケード形水力発電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140527 |