RU2002101C1 - Осева фронтальна гидротурбина - Google Patents

Abstract

Использование: в гидроэнергетике. Сущность изобретени : колесо с втулкой и лопаст ми размещено в потоке и установлено на валу. Кажда  лопасть выполнена в виде крыловидного профил  ее продольна  ось ортогонально оси вала Профили лопастей выполнены симметричными. Хорда каждой лопасти наклонена к плоскости вращени  рабочего колеса под углом 1-16°. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области гидроэнергетики , более конкретно к конструкци м низконапорных гидротурбин, и может быть использовано на малых ГЭС.

Известна осева  капсульна  гидротур- бина, содержаща  вал вращени , ось которого ориентирована вдоль потока, лопасти, закрепленные на втулке и образующие рабочее колесо.

Известное устройство обладает высо- ким КПД и быстроходностью; используетс  при напорах 7-Юм. Однако при напорах менее 5м эффективность работы этого устройства снижаетс  из-за падени  КПД, повышени  относительных потерь энергии в проточном тракте. Сложна  форма проточного тракта, лопастной системы, погруженного гидрогенератора, увеличивает стоимость изготовлени , монтажа и эксплу

атации агрегата.

Известна гидротурбина, содержаща  вал вращени , лопасти, скрепленные с валом , выполненные в виде симметричного крыловидного профил  и образующие рабочее колесо.

Недостатками известного устройства  вл ютс  переменна  величина т нущей силы на профиле лопасти при ее перемещении по окружности колеса и как следствие - переменный момент вращени  на роторе электрогенератора; сложность запуска гидротурбины с помощью стороннего двигател ; относительно низкий полный КПД турбины и мала  величина быстроходности .

Цель изобретени  - повышение КПД, быстроходности, устойчивости вращени  и обеспечение самозапуска,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ось вала сориентирована вдоль потока, про- дольна  ось каждой лопасти ортогональна оси вала, а хорда каждой лопасти наклонена к плоскости вращени  рабочего колеса под углом 0в диапазоне 1 0 :Ј 16°.

За витель не обнаружил технических решений, содержащих существенные признаки, сходные с отличительными признаками предложенного решени  и про вл ющие одни и те же свойства. Таким

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ОСЕВАЯ ФРОНТАЛЬНАЯ ГИДРОТУРБИНА , содержаща  колесо с втулкой и лопаст ми , размещенное в потоке и установ- ленное на валу, при этом кажда  лопасть

   5

   0

   5

   0 5

   0.

   образом, предложенное техническое решение соответствует критери м изобретени  новизна и существенные отличи .

   На фиг,1 изображена принципиальна  схема гидротурбины; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез D-Б на фиг.2.

   Гидротурбина содержит электрогенератор 1, вал 2, рабочее колесо 3 гидротурбины, оснащенное лопаст ми симметричного профил  (см.фиг,2, 3), проточный тракт 4, Символом Uo и стрелкой на фиг.1 обозначено направление набегающего потока на лопасти рабочего колеса.

   Устройство работает следующим образом .

   Набегающий на лопасти рабочего колеса поток создает при небольшом угле наклона в к плоскости вращени  рабочего колеса 3 начальный крут щий момент, Гидротурбина набирает обороты и переходит в режим работы с оптимальными углами атаки, которые обеспечивают высоких КПД и быстроходность гидротурбины. При достижении номинальных оборотов электрогенератор 1 подключаетс  к нагрузке.

   Углы наклона хорд лопастей к плоскости вращени  выбраны на основе проведенных экспериментальных исследований, и сопоставлений с выбранным прототипом. При равных параметрах лопастной системы, напорах , расходах, элементах проточного тракта полный КПД предложенного устройства превышает значени  КПД дл  прототипа в диапазоне углов 1° , а вне указанного диапазона КПД ниже, чем у прототипа

   Максимальное КПД предложенного устройства составл ет 74% при быстроходно 5 ,8, тогда как максимальное КПД

   сти

   U

   прототипа составл ет при тех услови х лишь 31% при быстроходности 4,6.

   Колебани  частоты вращени  фронтальной турбины практически на пор док выше, чем у прототипа (0,3 и 2% соответственно).

   (56) Авторское свидетельство СССР № 91753, кл. F 03 В 13/00, 1950.

   выполнена в виде крыловиднбго профил  и ее продольна  ось ортогональна оси вала, отличающа с  тем, что профили лопастей выполнены симметричными, а хорда каж- дои лопасти наклонена к плоскости вращени  рабочего колеса под углом 0 t - 16.

   f / S 7// sss ss / s / s s (pЈSЈ.i

   A -A

   66

   0

   фи З