CH625313A5 - Radial output hydraulic machine, especially a turbine, pump, pump-turbine - Google Patents
Radial output hydraulic machine, especially a turbine, pump, pump-turbine Download PDFInfo
- Publication number
- CH625313A5 CH625313A5 CH670378A CH670378A CH625313A5 CH 625313 A5 CH625313 A5 CH 625313A5 CH 670378 A CH670378 A CH 670378A CH 670378 A CH670378 A CH 670378A CH 625313 A5 CH625313 A5 CH 625313A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- pressure stage
- high pressure
- chamber
- hydraulic
- turbine
- Prior art date
Links
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
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/02—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
-
- 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)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
L'invention concerne une machine hydraulique à débit radial, notamment une pompe, une turbine ou une pompe-turbine fonctionnant dans les centrales hydroélectriques pour l'emmagasinage de l'électricité par pompage, et en particulier les machines possédant un étage haute pression et un étage basse pression. The invention relates to a hydraulic machine with radial flow, in particular a pump, a turbine or a pump-turbine operating in hydroelectric power stations for the storage of electricity by pumping, and in particular machines having a high pressure stage and a low pressure stage.
La fig. 1 représente une coupe schématique d'une machine hydraulique à débit radial. Fig. 1 shows a schematic section of a hydraulic machine with radial flow.
La fig. 2 représente la même machine, mais avec les compléments objets de l'invention. Fig. 2 shows the same machine, but with the additional objects of the invention.
La technique actuelle va être expliquée ci-après en référence à la fig. 1. The current technique will be explained below with reference to FIG. 1.
Dans la fig. 1, la roue 1 de l'étage basse pression d'une machine à deux étages à débit radial est accouplée à un arbre placé verticalement et les aubes de guidage représentées en 2 sont montées sur l'enveloppe fixe de l'étage basse pression. La roue de l'étage haute pression est représentée en 3 et cette roue est également montée sur l'arbre vertical. La référence 4 représente les aubes de guidage sur l'enveloppe de l'étage haute pression. Le refoulement de l'étage haute pression est connecté hydrauliquement en série avec l'admission sur l'étage basse pression par un tuyau 5. L'alimentation en eau de l'étage haute pression se fait par la volute 7 et le refoulement de l'étage basse pression se fait par une canalisation schématisée 6. Une turbine génératrice (non représentée) est accouplée à l'arbre. La turbine génératrice agit comme un générateur quand la machine hydraulique a le rôle de turbine, mais elle a le rôle de moteur quand la machine hydraulique a la fonction d'une pompe. In fig. 1, the wheel 1 of the low pressure stage of a two-stage machine with radial flow rate is coupled to a shaft placed vertically and the guide vanes shown in 2 are mounted on the fixed casing of the low pressure stage. The wheel of the high pressure stage is shown in 3 and this wheel is also mounted on the vertical shaft. Reference 4 represents the guide vanes on the envelope of the high pressure stage. The discharge of the high pressure stage is hydraulically connected in series with the inlet to the low pressure stage by a hose 5. The water supply to the high pressure stage is via the volute 7 and the discharge of the 'low pressure stage is done by a schematic pipe 6. A generator turbine (not shown) is coupled to the shaft. The generator turbine acts as a generator when the hydraulic machine acts as a turbine, but it acts as a motor when the hydraulic machine acts as a pump.
Dans le passage principal autour de la roue de l'étage basse pression qui amène une poussée hydraulique (poussée d'eau) axiale, il y a une arrière-chambre externe 8a, une arrière-chambre interne 9a, une chambre latérale 10a et une portion 11 a du refoulement de la roue qui mène au tuyau schématisé 6. Dans l'étage haute pression, il y a une arrière-chambre externe 8b, une arrière-chambre interne 9b, une chambre latérale 10b et une portion 11 b du refoulement de la roue. In the main passage around the wheel of the low pressure stage which brings about an axial hydraulic thrust (water thrust), there is an external rear chamber 8a, an internal rear chamber 9a, a lateral chamber 10a and a portion 11a of the discharge from the wheel which leads to the diagrammed pipe 6. In the high pressure stage, there is an external rear chamber 8b, an internal rear chamber 9b, a lateral chamber 10b and a portion 11 b of the discharge of the wheel.
Dans la machine de la fig. 1, la poussée hydraulique axiale totale qui agit sur la roue 1 de l'étage basse pression est déterminée en additionnant algébriquement chaque charge hydraulique dans les diverses chambres; l'équation est la suivante: In the machine of fig. 1, the total axial hydraulic thrust which acts on the wheel 1 of the low pressure stage is determined by algebraically adding each hydraulic load in the various chambers; the equation is as follows:
Tj =Ta! +Tb2—Tcj — Tdj —Tr,, où ^ est la poussée hydraulique axiale sur la roue 1. Tj = Ta! + Tb2 — Tcj - Tdj —Tr ,, where ^ is the axial hydraulic thrust on the wheel 1.
Taj est la charge hydraulique dans l'arrière-chambre externe 8a et elle agit normalement vers le bas d'après la fig. 1. Taj is the hydraulic head in the external rear chamber 8a and it normally acts downwards according to fig. 1.
Tb, est la charge hydraulique dans l'arrière-chambre interne 9a et elle agit normalement vers le bas d'après la fig. 1. Tb, is the hydraulic head in the internal rear chamber 9a and it normally acts downwards according to FIG. 1.
TC] est la charge hydraulique dans la çhambre latérale 10a et elle agit normalement vers le haut d'après la fig. 1. TC] is the hydraulic head in the side chamber 10a and it normally acts upwards according to fig. 1.
Td, est la charge hydraulique dans la portion 1 la du refoulement de la roue et elle agit normalement vers le haut d'après la fig. 1. Td, is the hydraulic head in the portion 1 la of the impeller discharge and it acts normally upwards according to fig. 1.
Trt est la force de réaction due au débit de l'eau à travers la roue et elle agit normalement vers le haut d'après la fig. 1. Trt is the reaction force due to the flow of water through the impeller and it normally acts upwards according to fig. 1.
De même, la poussée hydraulique axiale T2 qui agit sur la roue 3 de l'étage haute pression est donnée par l'équation suivante: Similarly, the axial hydraulic thrust T2 which acts on the wheel 3 of the high pressure stage is given by the following equation:
T2=Ta2+Tb2—Tc2—Td2—Tr2, où les charges hydrauliques sont telles qu'elles sont définies ci-dessus avec le changement de l'indice 1 en indice 2. T2 = Ta2 + Tb2 — Tc2 — Td2 — Tr2, where the hydraulic loads are as defined above with the change from index 1 to index 2.
La poussée hydraulique axiale totale résultant de tous les étages est égale à T=Tj +T2. The total axial hydraulic thrust resulting from all the stages is equal to T = Tj + T2.
La poussée hydraulique T agit normalement vers le bas, de l'étage haute pression vers l'étage basse pression, de façon qu'une poussée s'applique sur la partie rotative de la machine hydraulique. Cependant, une poussée hydraulique T excessive peut endommager les paliers du générateur électrique ou du moteur accouplé à l'arbre. Le contrôle de la poussée hydraulique totale T est un problème de la plus grande importance pour le fonctionnement d'une machine hydraulique à étage multiple. C'est l'incapacité de contrôler cette poussée hydraulique totale T qui a empêché une plus grande diffusion et utilisation des machines hydrauliques à deux étages. The hydraulic thrust T normally acts downwards, from the high pressure stage to the low pressure stage, so that a thrust is applied to the rotary part of the hydraulic machine. However, excessive hydraulic thrust T can damage the bearings of the electric generator or of the motor coupled to the shaft. The control of the total hydraulic thrust T is a problem of the greatest importance for the operation of a multi-stage hydraulic machine. It is the inability to control this total hydraulic thrust T which has prevented further spread and use of the two-stage hydraulic machines.
La présente invention a pour but de fournir une machine hydraulique à deux étages ayant des moyens de contrôle de la poussée hydraulique totale T. The object of the present invention is to provide a two-stage hydraulic machine having means for controlling the total hydraulic thrust T.
Selon la présente invention, une machine hydraulique à débit radial ayant un étage haute pression et un étage basse pression montés hydrauliquement en série, et dont chaque étage possède une roue associée à une arrière-chambre externe, une arrière-chambre interne et une chambre latérale, est caractérisée en ce que l'arrière-chambre externe de l'étage haute pression est reliée au moyen d'une tuyauterie et d'une soupape de contrôle à la chambre latérale de l'étage basse pression, et en ce que l'arrière-chambre externe de l'étage haute pression est reliée au moyen d'une tuyauterie à la chambre latérale de l'étage haute pression. According to the present invention, a hydraulic machine with radial flow rate having a high pressure stage and a low pressure stage hydraulically mounted in series, and each stage of which has a wheel associated with an external rear chamber, an internal rear chamber and a lateral chamber , is characterized in that the external rear chamber of the high pressure stage is connected by means of a pipe and a control valve to the lateral chamber of the low pressure stage, and in that the external rear chamber of the high pressure stage is connected by means of piping to the lateral chamber of the high pressure stage.
De façon que l'on comprenne facilement l'invention, il sera fait référence maintenant à la fig. 2 ci-jointe qui est une élévation de côté d'une coupe schématique d'une machine hydraulique à deux étages présentant les caractéristiques de la présente invention. So that the invention can easily be understood, reference will now be made to FIG. 2 attached which is a side elevation of a schematic section of a two-stage hydraulic machine having the features of the present invention.
Dans la fig. 2, les éléments identiques à ceux de la fig. 1 portent le même numéro de référence que dans la fig. 1. In fig. 2, the elements identical to those of FIG. 1 bear the same reference number as in FIG. 1.
D'après la fig. 2, la tuyauterie 12 est branchée entre l'arrière-chambre externe 8b de l'étage haute pression et la chambre latérale 10a de l'étage basse pression. Une soupape de contrôle 13 est comprise dans la tuyauterie. La chambre latérale 10b de l'étage haute pression est reliée par une tuyauterie 14 à un embranchement de la tuyauterie 12 de façon que la chambre latérale 10b communique directement avec l'arrière-chambre externe 8b de l'étage haute pression. La partie de la tuyauterie 12 située au-delà de la soupape de contrôle 13 par rapport à la chambre latérale 10a est reliée à la canalisation schématisée en 6 par un tuyau 15 possédant une soupape de contrôle 16. According to fig. 2, the piping 12 is connected between the outer rear chamber 8b of the high pressure stage and the lateral chamber 10a of the low pressure stage. A control valve 13 is included in the piping. The lateral chamber 10b of the high pressure stage is connected by a pipe 14 to a branch of the pipe 12 so that the lateral chamber 10b communicates directly with the external rear chamber 8b of the high pressure stage. The part of the piping 12 located beyond the control valve 13 with respect to the lateral chamber 10a is connected to the pipe shown schematically at 6 by a pipe 15 having a control valve 16.
La machine hydraulique illustrée en fig. 2 fonctionne de la manière suivante: The hydraulic machine illustrated in fig. 2 works as follows:
Par l'intermédiaire du tuyau 12, la chambre latérale 10a dans l'étage basse pression est pressurisée par l'eau haute pression refoulée par l'étage haute pression, et la charge hydraulique Te, agissant vers le haut dans la chambre latérale 10a augmente. En Via the pipe 12, the side chamber 10a in the low pressure stage is pressurized by the high pressure water discharged by the high pressure stage, and the hydraulic load Te, acting upwards in the side chamber 10a increases . In
5 5
10 10
15 15
20 20
25 25
10 10
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
3 3
625 313 625,313
même temps, l'arrière-chambre externe 8b dans l'étage haute pression est dépressurisée et la charge hydraulique Ta2 agissant vers le bas est réduite. Pour cette raison, à la fois la poussée hydraulique Tt de l'étage basse pression et la poussée hydraulique T2 de l'étage haute pression sont réduites. Il en résulte que la poussée 5 hydraulique totale T est également réduite. at the same time, the external rear chamber 8b in the high pressure stage is depressurized and the hydraulic load Ta2 acting downwards is reduced. For this reason, both the hydraulic thrust Tt of the low pressure stage and the hydraulic thrust T2 of the high pressure stage are reduced. As a result, the total hydraulic thrust T is also reduced.
En agissant sur la soupape de contrôle, il est alors possible de régler l'eau haute pression refoulée de l'étage haute pression vers l'étage basse pression, et il est possible de changer le sens de la poussée hydraulique T dirigée au préalable vers le bas en une io poussée dirigée vers le haut. De cette façon, il est possible de contrôler la stabilité de la poussée hydraulique. By acting on the control valve, it is then possible to adjust the high pressure water discharged from the high pressure stage to the low pressure stage, and it is possible to change the direction of the hydraulic thrust T directed beforehand the bottom in a thrust directed upwards. In this way, it is possible to control the stability of the hydraulic thrust.
De plus, bien que la chambre 8b dans l'étage haute pression soit dépressurisée par le refoulement d'eau haute pression vers l'étage basse pression, puisque la chambre latérale 1 Ob communique avec 15 l'arrière-chambre externe 8b, il est évident que la pression de l'eau dans la chambre latérale 10b égale celle de l'arrière-chambre externe 8b. Ce qui revient à dire: si la charge hydraulique Ta2 de l'arrière-chambre externe 8b diminue, la charge hydraulique Tc2 de la chambre latérale 10b diminue également et la poussée 20 In addition, although the chamber 8b in the high pressure stage is depressurized by the discharge of high pressure water to the low pressure stage, since the lateral chamber 1 Ob communicates with the external rear chamber 8b, it is evident that the pressure of the water in the lateral chamber 10b equals that of the external rear chamber 8b. This amounts to saying: if the hydraulic load Ta2 of the external rear chamber 8b decreases, the hydraulic load Tc2 of the lateral chamber 10b also decreases and the thrust 20
hydraulique T 2 dans l'étage haute pression ne varie pas. hydraulic T 2 in the high pressure stage does not vary.
Puisque la poussée hydraulique T est réglable en réglant seulement la poussée hydraulique Tj dans l'étage basse pression, cela permet de contrôler et de stabiliser la poussée hydraulique totale. Since the hydraulic thrust T is adjustable by adjusting only the hydraulic thrust Tj in the low pressure stage, this makes it possible to control and stabilize the total hydraulic thrust.
La pression de l'eau dans la canalisation 6 est d'habitude la plus basse des pressions d'eau. Dans une forme d'exécution, en agissant sur la soupape de contrôle 16, il est possible de contrôler et de stabiliser la poussée hydraulique dans des conditions de sécurité telles que les tuyaux 12 et 14 sont dépressurisés en refoulant vers les tuyaux schématisés 6 par l'intermédiaire de la tuyauterie 15; cela évite que ne se créent des pressions d'eau excessives dans les tuyauteries 12,14 et 15. The water pressure in line 6 is usually the lowest of the water pressures. In one embodiment, by acting on the control valve 16, it is possible to control and stabilize the hydraulic thrust under safety conditions such that the pipes 12 and 14 are depressurized by driving back to the pipes shown diagrammatically 6 by l 'intermediate of the piping 15; this prevents excessive water pressures from being created in the pipes 12, 14 and 15.
Quand la machine hydraulique fonctionne comme une pompe et que les roues tournent à vide avant que ne commence l'opération de pompage, le couple requis pour entraîner la pompe est réduit: c'est un effet de la présente invention. When the hydraulic machine operates as a pump and the wheels turn empty before the pumping operation begins, the torque required to drive the pump is reduced: this is an effect of the present invention.
Le couple d'entraînement de la roue tournant à vide augmente à cause de la fuite d'eau allant des aubes de guidage 2 et 4 dans les roues correspondantes 1 et 3; mais, en guidant cette fuite d'eau des chambres latérales 10a et 10b reliées à la partie externe de la roue par les tuyaux 12 et 14 et en la refoulant dans la canalisation schématisée 6 par l'intermédiaire du tuyau 15, il est possible d'empêcher l'eau de s'échapper et d'aller dans les roues, et ainsi on peut maintenir le couple d'entraînement à une valeur minimale. De cette façon, il est possible de réduire la capacité requise d'une machine d'amorçage telle qu'un moteur pour faire tourner la machine hydraulique. The drive torque of the idling wheel increases due to the water leakage from the guide vanes 2 and 4 in the corresponding wheels 1 and 3; but, by guiding this water leakage from the lateral chambers 10a and 10b connected to the external part of the wheel by the pipes 12 and 14 and by pushing it back into the pipe shown diagrammatically via the pipe 15, it is possible to '' prevent water from escaping and going into the wheels, and thus the drive torque can be kept at a minimum value. In this way, it is possible to reduce the capacity required of a priming machine such as an engine to rotate the hydraulic machine.
R R
1 feuille dessins 1 sheet of drawings
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210677A JPS548235A (en) | 1977-06-20 | 1977-06-20 | Multistage hydraulic machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH625313A5 true CH625313A5 (en) | 1981-09-15 |
Family
ID=13479802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH670378A CH625313A5 (en) | 1977-06-20 | 1978-06-20 | Radial output hydraulic machine, especially a turbine, pump, pump-turbine |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS548235A (en) |
| CH (1) | CH625313A5 (en) |
| DE (1) | DE2826587A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5741470A (en) * | 1980-08-27 | 1982-03-08 | Toshiba Corp | Multi-stage hydraulic machine |
| JPS5847171A (en) * | 1981-09-14 | 1983-03-18 | Toshiba Corp | Multi-stage hydraulic machinery |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1151965A (en) * | 1913-08-12 | 1915-08-31 | Laval Steam Turbine Co | Balancing of centrifugal pumps. |
| US1385115A (en) * | 1920-08-13 | 1921-07-19 | Ingersoll Rand Co | Centrifugal pump |
| DE922807C (en) * | 1945-03-06 | 1955-01-24 | Aeg | Device to compensate for the axial thrust of multistage centrifugal pumps |
-
1977
- 1977-06-20 JP JP7210677A patent/JPS548235A/en active Granted
-
1978
- 1978-06-19 DE DE19782826587 patent/DE2826587A1/en active Granted
- 1978-06-20 CH CH670378A patent/CH625313A5/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5744829B2 (en) | 1982-09-24 |
| DE2826587A1 (en) | 1978-12-21 |
| DE2826587C2 (en) | 1987-02-26 |
| JPS548235A (en) | 1979-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2609109A1 (en) | PUSH SUPPORT LOAD ARRANGEMENT FOR A GAS TURBINE ENGINE | |
| FR2635831A1 (en) | HYDRAULIC PUMP SYSTEM FOR HYDRAULICALLY DRIVEN FAN SYSTEM | |
| FR2610039A1 (en) | STEAM PISTON EQUILIBRATION MEANS IN A TURBINE ENGINE AND METHOD OF OPERATING THE SAME | |
| CH669641A5 (en) | ||
| FR2493941A1 (en) | RETARDER FOR VEHICLE, COMPRISING AT LEAST ONE INTERNAL HYDRODYNAMIC CIRCUIT OF WORKING | |
| FR2614648A1 (en) | SCREW COMPRESSOR WITH MECHANICAL CONTROL SCREW | |
| FR2579538A1 (en) | HYDRODYNAMIC SELF-RETARDING DEVICE WITH REVERSE ROTARY STATOR | |
| CH625313A5 (en) | Radial output hydraulic machine, especially a turbine, pump, pump-turbine | |
| FR2792051A1 (en) | HYDRODYNAMIC COUPLING INSTALLATION, IN PARTICULAR TORQUE CONVERTER | |
| FR2491127A1 (en) | OIL RECYCLING AND PURIFYING CIRCUIT FOR DIESEL ENGINE | |
| FR2502260A1 (en) | MULTI-STAGE CENTRIFUGAL PUMP WHICH CAN BE USED IN PARTICULAR AS A MUD PUMP | |
| EP0143674B1 (en) | Process and device for reducing the self-heating of a turbine fuel circuit | |
| CA2812691C (en) | Hydraulic device of a control device, such as a blade pitch-change device | |
| FR2673987A1 (en) | HYDROKINETIC COUPLER WITH FIXED FILLING AND MAIN AND AUXILIARY DELAY CHAMBERS. | |
| EP0049200B1 (en) | Flap actuating device for the nozzle of a gas turbine engine | |
| FR2846383A1 (en) | ELECTRIC PUMP FOR POOL MAINTENANCE | |
| FR2571107A1 (en) | SELF-REGULATING HYDRODYNAMIC COUPLING DEVICE | |
| WO1995014866A1 (en) | Improved bearings for hydraulic turbines | |
| FR2627813A1 (en) | HYDRAULIC POWER GENERATOR GROUP | |
| FR2934015A1 (en) | HYDRAULIC MACHINE AND ENERGY CONVERSION INSTALLATION COMPRISING SUCH A MACHINE | |
| US4207023A (en) | Multistage hydraulic machine | |
| FR3105112A1 (en) | Improved open hydraulic assist system. | |
| EP0099796B1 (en) | Multi-stage pump turbine for high water heads | |
| JP3344490B2 (en) | Multi-stage pump turbine | |
| FR2808847A1 (en) | ADJUSTABLE PUMP |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |