Гидравлическая турбина

Изобретение относится к гидравлическим турбинам, работающим от энергии естественного потока воды с различными скоростями и мощностями, и может быть использовано в промышленной выработке электроэнергии без строительства плотин и деривации воды. Гидравлическая турбина включает горизонтально расположенный ротор с лопастями 4, выполненными сборными. Ротор выполнен в виде двух полувалов с дисками и снабжен двумя боковыми контурными дисками. Лопасти 4 изготовлены в виде V-образных пластин, расположенных по окружности от диска полувала ротора, и снабжены металлическими листами, жестко соединенными со сторонами V-образных пластин уголками и герметичными прокладками. Уголками на боковых контурных дисках ротора закреплен, по крайней мере, каждый второй металлический лист лопасти 4. Герметичные прокладки, выполненные в виде кольцеобразной формы, расположены от полувала ротора до крепления V-образных пластин к металлическому листу, а выполненные в виде прямоугольной формы расположены под уголками между V-образными пластинами и металлическим листом. Изобретение направлено на упрощение изготовления конструкции и эксплуатации, повышение мощности и КПД гидравлической турбины, эффективность использования гидроресурсов рек, снижение расходов на получение электроэнергии, улучшение экологической обстановки, а также повышение срока ее службы. 4 ил.

 

Изобретение относится к гидравлическим турбинам, работающим от энергии естественного потока воды с различными скоростями и мощностями, и может быть использовано в промышленной выработке электроэнергии без строительства плотин и деривации воды.

Известна турбина, усовершенствованная Пельтоном в 1860 г. и содержащая колесо-ротор, на котором закреплены несколько лопастей-ковшей, приводимая в работу тугой струей воды из сопла (см. Твайуелл Дж., Уэйр А. «Возобновляемые источники энергии», М., Энергоатомиздат, опубл. 1990 г., с.181).

Недостатками данной гидротурбины являются низкая мощность за счет того, что лопасти-ковши при вхождении в струю воды встречают большое сопротивление, что снижает работу предыдущей лопасти. При перемещении лопастей струя воды уходит под лопасть, приводит к неоправданному расходу воды и соответственно к снижению КПД. Для работы гидротурбины Пельтона необходимы искусственный напор воды и, следовательно, строительство плотины или деривация воды, что удорожает электроэнергию и приводит к дальнейшим экологическим последствиям.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является гидравлическая турбина с водовводом, включающая горизонтально расположенный ротор с лопастями (см. патент RU №2146336, МПК8 F03B 1/00, опубл. 10.03.2000 г.).

Недостатками прототипа являются сложность конструкции, низкая мощность, т.к. при вхождении лопасти в напорный поток плоскость последующей лопасти расположена под углом над плоскостью напорного потока, а плоскость предыдущей лопасти под углом под плоскостью потока, т.е. сила напорного потока будет действовать одновременно в двух противоположных направлениях с различными величинами и, таким образом, одна лопасть будет уменьшать работу другой. При переходе лопастей неизбежна потеря энергии потока, что снижает КПД турбины. Необходимость создания искусственного напора приводит к высоким затратам на строительство плотин, деривацию воды и ухудшению экологической обстановки, а именно к заболачиваемости почвы, повышению уровня грунтовых вод и т.д.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение изготовления конструкции и эксплуатации, повышение мощности и КПД гидравлической турбины, эффективность использования гидроресурсов рек, снижение расходов на получение электроэнергии, улучшение экологической обстановки, а также повышение срока ее службы.

Данное техническое решение достигается тем, что известная гидравлическая турбина, включающая горизонтально расположенный ротор с лопастями, согласно изобретению ротор и лопасти выполнены сборными, при этом ротор выполнен в виде двух полувалов с дисками и снабжен двумя боковыми контурными дисками, а лопасти изготовлены в виде V-образных пластин, расположенных по окружности от диска полувала ротора и снабжены металлическими листами, жестко соединенными сторонами V-образных пластин, уголками и герметичными прокладками, причем на боковых контурных дисках ротора уголками закреплен, по крайней мере, каждый второй металлический лист лопасти, а герметичные прокладки, выполненные в виде кольцеобразной формы, расположены от полувала ротора до крепления V-образных пластин к металлическому листу, а прямоугольной формы - под уголками, между V-образными пластинами и металлическим листом.

Данное устройство позволяет упростить конструкцию и эксплуатацию, повысить мощность и КПД гидротурбины, повысить эффективность использования гидроресурсов рек и долговечность турбины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид ротора в разрезе, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 - гидротурбина, в рабочем положении, установленная на бетонном основании и опорах (вид спереди), на фиг.4 - вид сбоку.

Гидравлическая турбина состоит из сборного ротора, выполненного из двух полувалов 1 с дисками 2 и двух боковых контурных дисков 3 и сборной лопасти, выполненной в виде V-образных пластин 4, расположенных по окружности от диска 2 полувала ротора, стороны которых жестко соединены металлическим листом 5 (см. фиг.1), причем, по крайней мере, каждый второй металлический лист 5 лопасти 4 закреплен уголками 6 на боковых контурных дисках 3 ротора (см. фиг.2). В качестве крепежных элементов 7 использованы, например, болты (см. фиг.2, 4). Герметичные прокладки 8 выполнены в виде кольцеобразной формы и расположены от полувала ротора до крепления V-образных пластин к металлическому листу, а прямоугольной формы - под уголками, между V-образными пластинами и металлическим листом.

Ротор гидравлической турбины полувалами 1 установлен на двух железобетонных опорах 9 с вертикально направляющими прорезями 10 и закреплен на железобетонном основании 11 части русла реки (см. фиг.3, 4).

Гидравлическая турбина работает следующим образом. Естественный поток воды, проходя через железобетонное основание 10 части русла реки, попадает на сборные лопасти 4, 5 турбины, которые выполняют функцию вала. При этом энергия поступательного движения потока преобразуется в энергию вращательного движения сборного ротора 1-3 (см. фиг.1, 4), которая с помощью механизмов (на фиг.3, 4 не показаны) передается на генератор. В работе одновременно участвует несколько лопастей, что повышает мощность турбины. Так как турбина имеет жесткое герметично замкнутое пространство за счет герметичных прокладок 8, она способна работать при любых силовых нагрузках.

Использование предлагаемой гидравлической турбины позволит по сравнению с прототипом упростить конструкцию и эксплуатацию, повысить ее мощность и КПД, а также эффективность использования гидроресурсов рек, сократить расходы на получение электроэнергии и улучшить экологическую обстановку.

Гидравлическая турбина, включающая горизонтально расположенный ротор с лопастями, отличающаяся тем, что ротор и лопасти выполнены сборными, при этом ротор выполнен в виде двух полувалов с дисками и снабжен двумя боковыми контурными дисками, а лопасти изготовлены в виде V-образных пластин, расположенных по окружности от диска полувала ротора и снабжены металлическими листами, жестко соединенными со сторонами V-образных пластин, уголками и герметичными прокладками, причем уголками на боковых контурных дисках ротора закреплен, по крайней мере, каждый второй металлический лист лопасти, а герметичные прокладки, выполненные в виде кольцеобразной формы, расположены от полувала ротора до крепления V-образных пластин к металлическому листу, а в виде прямоугольной формы - под уголками между V-образными пластинами и металлическим листом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции реактивных гидроколес. .

Изобретение относится к ветро- и гидроэнергетике, в частности к ГЭС и ВЭС автономного и индивидуального использования как в частных и малых хозяйствах, так и на крупных промышленных предприятиях.

Изобретение относится к области тихоходных турбинных механизмов для жидкой или воздушной среды, для получения электрической энергии. .

Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии течения воды в электрическую энергию. .

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам для утилизации энергии текущей среды, и может быть использовано для преобразования энергии потока текущей среды, например потока рек, в электрическую энергию.

Изобретение относится к устройствам для выработки электроэнергии. .

Изобретение относится к области гидроэнергетического строительства. .

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии малых потоков воды с небольшими расходами и напорами в электроэнергию.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при создании стационарных и транспортируемых гидроустановок модульного типа, предназначенных для самостоятельного использования, а также для их комплектования в автономные блочные гидроэлектростанции.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для отбора энергии потока малых рек и приливов. .

Изобретение относится к области гидроэнергетики и предназначено для получения электрической энергии путем преобразования кинетической энергии морских волн в электрическую энергию

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к свободноструйным турбинам

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии текущей среды в электрическую

Изобретение относится к энергетическим установкам, преобразующим кинетическую энергию части водного потока реки в электрическую, и может быть использована в гидроэнергетике

Изобретение относится к способу и устройству для постепенного преобразования энергии морских волн в электроэнергию

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности, для преобразования энергии русловых потоков воды в электрическую

Изобретение относится к области гидроэнергетики и может быть использовано для гарантированного автономного энергоснабжения потребителей

Изобретение относится к установке для выработки электроэнергии, приводимой в действие потоком воды

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при производстве электроэнергии на малых реках

Изобретение относится к гидравлическим электростанциям
Наверх