UA140512U - Низьковитратна антикавітаційна гідротурбіна - Google Patents

Abstract

Низьковитратна антикавітаційна гідротурбіна складається з корпусу ротора та лопатей. Два подавальні патрубки, розміщені на боковій поверхні корпусу, а відсмоктуюча труба розміщена в радіальній частині корпусу гідротурбіни. В осьовому корпусі сформовано канали для подачі стисненого повітря.

Description

Корисна модель належить до гідроенергетики, а саме може бути використана для перетворення кінетичної енергії води в механічний обертовий рух з подальшим виробленням електричної енергії.

Відома радіально-осьова турбіна Френсіса (Развитие теплознергетики и гидрознергетики.

Книга З "Гидротурбинь и обратимье гидромашинь. Знергитика 2013. С.Г. Плачкова)

На таких гідротурбінах потік води входить в робоче колесо в радіальному напрямку, а виходить з нього в осьовому.

Недоліком вказаної гідротурбіни є те, що контакт води з лопатками турбіни для передачі потенціальної енергії проходить дуже нетривалий період часу, що зменшує ККД, і значно збільшує витрати води.

За рахунок зміни напрямку води з радіальної на осьовий значно збільшується навантаження на направляючий апарат, лопатки гідротурбіни, та на весь агрегат в цілому. Дана конструкція зобов'язує всю конструкцію виготовляти консольною, що значно зменшує стійкість, збільшує вібрацію, можливість руйнування агрегату внаслідок високих кавітаційних складових та виникнення гідроударів.

Вказана конструкція є дуже дорогою, матеріаломісткою та високовартісною в експлуатації та ремонті.

Технічним результатом та задачею, запропонованого технічного рішення є спрощення конструкції та спрощення виготовлення, збільшення потужності та ККД гідротурбіни, зменшення витрат води, що значно збільшить використання гідроресурсу річок, зменшить витрати на виробництво електроенергії та збільшить строк служби агрегату в цілому.

Поставлена задача вирішується тим, що гідротурбіна, яка включає в себе горизонтально розташований ротор з лопатями, які жорстко прикріплені до хрестовини ротора. При цьому форма лопатей точно повторяє конфігурацію внутрішньої кільцевої камери корпусу турбіни. До бокової поверхні корпусу турбіни з двох сторін жорстко прикріплено два подавальні патрубки навпроти отворів, а відсмоктуюча труба жорстко прикріплена до зовнішньої поверхні корпусу гідротурбіни навпроти отвору в корпусі гідротурбіни.

В осьовому корпусі гідротурбіни навпроти отвору відсмоктуючої труби виконані поздовжні прорізи з каналом подачі стисненого повітря.

Зо Вказаний пристрій дозволить спростити конструкцію та її подальшу експлуатацію, підвищить потужність, надійність та ККД гідротурбіни.

Внаслідок зменшення витрат води значно підвищиться ефективність використання гідроресурсу річок та довговічність гідротурбіни.

Значно зменшиться матеріалоємність собівартість виготовлення гідротурбіни, її монтаж, а внаслідок цього значно зменшиться собівартість виготовлення електричної енергії.

Суть корисної модель пояснюється кресленнями, де на

Фіг. 1 показано загальний вигляд гідротурбіни в розрізі по А-А на фіг. 2.

Фіг. 2 - вигляд збоку з частковим розрізом для наочності процесу.

Фіг. З - вигляд знизу.

Гідротурбіна складається зі збірного корпусу 1, ротора 2, з хрестовиною 3, до якої жорстко прикріплені лопаті 4. До бокової поверхні корпусу 1 біля відповідних отворів з двох сторін жорстко прикріплені два подавальні патрубки 5, а до зовнішньої поверхні корпусу 1 біля відповідного отвору в радіальному напрямку жорстко прикріплена відсмоктуюча труба 6.

Вся конструкція сформована на осьовому корпусі гідротурбіни 7 в якому вмонтовані підшипники 8 та елементи ущільнення 9, та сформовано канали для подачі стисного повітря 10.

Вся конструкція з'єднана елементами кріплення (гвинтами) 11. Гідротурбіна прикріплена до бетонного фундаменту 12 через кронштейни 13.

Гідротурбіна працює наступним чином. Вода під тиском подається до гідротурбіни через два бокові подавальні патрубки 5.

Конструкція з двома подавальними патрубками вибрана із-за необхідності компенсації осьових зусиль та більш швидкого заповнення гідротурбіни. При цьому вся потенційна енергія води, яка передається на лопаті гідротурбіни, виконана так, що вона точно повторює конфігурацію внутрішньої кільцевої камери, яка сформована корпусом гідротурбіни 1.

Для більш повної герметизації можна також використати доповнюючи ущільнювачі. При цьому потенційна енергія води перетворюється на обертовий рух ротора 2. Далі лопатки 4 рухаються під натиском води по кільцевій камері до отвору в корпусі біля відсмоктуючої труби 6.

Одночасно, внаслідок викиду води, зі значним пониженням тиску в протилежній частині, створюється зона вакууму (кавітації) що усоеможливлює повне випорожнення гідротурбіни.

Для цього в осьовій зоні пристрою виготовлено поздовжні канали 10 для подачі стисненого бо повітря в зону розрідження.

Після активного випорожнення лопатка переходить до зони подавальних патрубків 5 і процес повторюється знову.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Низьковитратна антикавітаційна гідротурбіна, яка складається з корпусу ротора та лопатей, яка відрізняється тим, що два подавальні патрубки розміщені на боковій поверхні корпусу, а відсмоктуюча труба розміщена в радіальній частині корпусу гідротурбіни, а в осьовому корпусі сформовано канали для подачі стисненого повітря. щи ех «ер жи пи ЕЕ АХ КЕ ї ї КУ щ 7 . : З щ ; з М -е-3 ник - КВ - З 4-7 | БИ КЗ З в 9 -- рт ря КІ Де | АК ; ва ї Що ОД А У Р ек і зм ШІ Є С ЗЕ и ри | М нн і | З ! З а! - 3 5 а шин х і -ЕЗ і ШИ слини К Ор Р т Я,

   Фіг. 1

   ІА 3 щи й 1 Е о / 2 р ра | Й Ж ра си М КЕ ре ш 7 і "о ра но їй М 8 мех из х. діжки Я, аж, їх сок хх Чала Кн шо ; пні в СН и ! Ї у ве я М і ї і І я от й се ОДА их тині «Ки Ж т т Мити й ма сіб жнне : ес «М В Пн пики о их ря ра ех чт зах Шин: | і І ї шо нд щи ее і Ж З й двененретя | "ЗУ х ца -яяй АТ

   Фіг. 5 Я м, не я фр 15 Я с ; раї ; Ша. і | т . ШИ ; р; / -- й ; оо х ш-- беоой пами га: | й ни ! Н її і | Е г ШШ- о-- /

   Фіг. 3