RU2628254C2 - Method of giving movement to a working wheel and a working wheel of hydroturbine - Google Patents

Method of giving movement to a working wheel and a working wheel of hydroturbine Download PDF

Info

Publication number
RU2628254C2
RU2628254C2 RU2015127180A RU2015127180A RU2628254C2 RU 2628254 C2 RU2628254 C2 RU 2628254C2 RU 2015127180 A RU2015127180 A RU 2015127180A RU 2015127180 A RU2015127180 A RU 2015127180A RU 2628254 C2 RU2628254 C2 RU 2628254C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impeller
blades
flow
fairing
main
Prior art date
Application number
RU2015127180A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015127180A (en
Inventor
Виталий Александрович Абрамян
Константин Витальевич Абрамян
Вианор Витальевич Абрамян
Рональд Витальевич Абрамян
Original Assignee
Агаджанов Владимир Агасиевич
Абрамян Александр Витальевич
Виталий Александрович Абрамян
Константин Витальевич Абрамян
Вианор Витальевич Абрамян
Рональд Витальевич Абрамян
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Агаджанов Владимир Агасиевич, Абрамян Александр Витальевич, Виталий Александрович Абрамян, Константин Витальевич Абрамян, Вианор Витальевич Абрамян, Рональд Витальевич Абрамян filed Critical Агаджанов Владимир Агасиевич
Publication of RU2015127180A publication Critical patent/RU2015127180A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2628254C2 publication Critical patent/RU2628254C2/en

Links

Images

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
    • 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
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • 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
    • F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
    • F03B3/121—Blades, their form or construction
    • 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)

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: method of giving movement to the impeller consists in forming the main torque using the reaction of the inflowing fluid when the flow interacts with the main blades 5 arranged by the convex side to the flow and as much as possible changing its radial direction and the additional torque using an outflow liquid with further interaction of the flow with additional blades located concave sides to the flow.
EFFECT: increase in the efficiency of the hydroturbine due to additional energy extraction from the liquid at the outlet of the impeller.
2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и в первую очередь предназначено для использования в гидроэнергетике.The invention relates to the field of engineering and is primarily intended for use in hydropower.

Известен способ придания вращательного движения рабочему колесу радиально-осевой гидравлической турбины, при котором вода из верхнего бьефа по напорному водоводу через подводящую часть турбины с турбинной спиральной камерой и направляющим аппаратом подводится к рабочему колесу турбины и из нее через отсасывающую трубу выпускается в нижний бьеф. Преобразование энергии жидкости в механическую осуществляется в рабочем колесе за счет взаимодействия потока с лопастями рабочего колеса, изменяющего скорость течения воды по величине и направлению. Направление траектории абсолютного движения жидкости в радиально-осевой турбине совпадает с направлением вращения рабочего колеса. При этом способе энергия давления, потенциальная и кинетическая энергия жидкости преобразуется в механическую энергию на валу (Кривченко Г.И. "Гидравлические машины", г. Москва, Издательство "Энергия", 1978 г., стр. 5).A known method of imparting rotational motion to the impeller of a radial-axial hydraulic turbine, in which water from the upstream downstream of the discharge pipe through the inlet part of the turbine with a turbine spiral chamber and a guide apparatus is supplied to the turbine impeller and is discharged through the suction pipe into the downstream. The conversion of liquid energy into mechanical energy is carried out in the impeller due to the interaction of the flow with the impeller blades, which changes the speed of the water flow in magnitude and direction. The direction of the trajectory of the absolute movement of the fluid in the radial-axial turbine coincides with the direction of rotation of the impeller. With this method, the pressure energy, potential and kinetic energy of the liquid is converted into mechanical energy on the shaft (G. Krivchenko, "Hydraulic Machines", Moscow, Energia Publishing House, 1978, p. 5).

Недостаток этого способа состоит в невозможности эффективно использовать радиально-осевые турбины при небольших напорах - до 40 м.The disadvantage of this method is the inability to effectively use radial-axial turbines with small heads - up to 40 m

Прототипом одного из объектов изобретения (способа) выбран способ придания движения рабочему колесу турбины, выполненному по форме рабочего колеса радиально-осевой гидравлической турбины, состоящий в том, что из верхнего бьефа по напорному водоводу через турбинную спиральную камеру и направляющий аппарат, расположенный перед турбинной спиральной камерой или вокруг рабочего колеса, подают к рабочему колесу закрученный в сторону вращения рабочего колеса поток воды, размещенными между верхним и нижним ободами рабочего колеса лопастями, выпуклая сторона которых обращена к потоку, а тыльная - в сторону вращения рабочего колеса, изменяют направление входного потока на острый угол больше 45° к радиальному направлению, закручивают поток и направляют в противоположную вращению рабочего колеса сторону к вогнутым сторонам предшествующих лопастей, которыми продолжают придавать потоку вращательное движение внутри рабочего колеса вокруг обтекателя, крутящий момент образуется реакцией изменившей направление струи жидкости и возникшей реакцией втекающей жидкости, достигающей при указанном изменении направления входного потока наибольшей величины, или изменяют направление входного в рабочее колесо потока на упомянутый угол лопастями, у которых сторона, обращенная к потоку, на некотором расстоянии от входных кромок вогнутая, а затем переходит в выпуклую до выходной кромки, а с тыльной стороны - наоборот, турбинной спиральной камерой поток воды подают к рабочему колесу со скоростью, обеспечивающей уменьшение до минимума относительно турбинной камеры скорости закрученного вокруг обтекателя потока, перед выпуском потока через отсасывающую трубу в нижний бьеф изменяют направление выходного потока отогнутой к ободу нижней частью лопасти, вызывая возникновение реакции вытекающей жидкости и образование дополнительного крутящего момента (Абрамян В.А. Международная заявка WO 2012/090009 А).The prototype of one of the objects of the invention (method) selected a method of imparting movement to the turbine impeller, made in the form of an impeller of a radial-axial hydraulic turbine, consisting in the fact that from the upstream downstream of the discharge conduit through a turbine spiral chamber and a guide apparatus located in front of the spiral turbine camera or around the impeller, serves to the impeller swirling in the direction of rotation of the impeller, a stream of water placed between the upper and lower rims of the impeller by the blades, the convex side of which is facing the flow, and the back - in the direction of rotation of the impeller, change the direction of the input stream by an acute angle greater than 45 ° to the radial direction, twist the flow and direct the side opposite to the rotation of the impeller to the concave sides of the previous blades, which continue to give the flow rotational movement inside the impeller around the fairing, torque is generated by the reaction of the fluid stream that has changed direction and the resulting flowing fluid reaction reaching For the indicated change in the direction of the input flow of the greatest magnitude, or change the direction of the flow of the input into the impeller by the aforementioned blades, in which the side facing the flow is concave at a certain distance from the input edges, and then goes convex to the output edge, and from the back parties - on the contrary, with a turbine spiral chamber, the water flow is supplied to the impeller at a speed that minimizes the speed of the swirling around the cowl relative to the turbine chamber before discharge ohm flow through the suction pipe to the downstream side change the direction of the output stream bent to the rim of the lower part of the blade, causing a reaction of the outflowing fluid and the formation of additional torque (V. Abramyan International application WO 2012/090009 A).

Недостаток этого способа состоит в неполном использовании энергии вытекающей из рабочего колеса жидкости.The disadvantage of this method is the incomplete use of energy flowing from the impeller of the liquid.

Известно рабочее колесо радиально-осевой турбины, которое состоит из верхнего и нижнего ободов и закрепленных на них жестко по наружному контуру лопастей с криволинейной поверхностью, отогнутых в нижней части, к верхнему ободу прикреплен обтекатель и рабочее колесо верхним ободом через фланец прикреплено к валу турбины. Лопасти со стороны потока выполнены вогнутыми (Кривченко Г.И. "Гидравлические машины", г. Москва, Издательство "Энергия", 1978 г., стр. 43).The impeller of a radial-axial turbine is known, which consists of an upper and lower rim and rigidly curved on the outer contour of the blades with a curved surface, bent in the lower part, a fairing is attached to the upper rim and the impeller is attached to the turbine shaft through the flange with the upper rim. The blades on the flow side are concave (G. Krivchenko, "Hydraulic Machines", Moscow, Energia Publishing House, 1978, p. 43).

Недостатком рабочего колеса радиально-осевой турбины является невозможность эффективно использовать радиально-осевые турбины при небольших напорах - до 40 м.The disadvantage of the impeller of a radial-axial turbine is the inability to effectively use radial-axial turbines with small heads - up to 40 m.

Прототипом одного из объектов изобретения (устройства) выбрано рабочее колесо гидравлической турбины, содержащее размещенные между верхним и нижним ободами основные лопасти с криволинейной поверхностью и расположенные на рабочем колесе так, что линия, соединяющая точки на входной и выходной кромках лопасти (в поперечном сечении между ободами), со стороны потока образует с радиусом рабочего колеса угол больше 45°, но меньше 180°(n-2)/2n, где n - число лопастей больше восьми, лопасти между ободами до отогнутой внизу части со стороны потока выполнены выпуклыми, а с противоположной стороны, обращенной в сторону вращения рабочего колеса, - вогнутыми, или лопасть со стороны потока на некотором расстоянии от входной кромки вогнутая, а затем переходит в выпуклую до выходной кромки, а с тыльной стороны - наоборот, в нижней части лопасти отогнуты к ободу так, что поверхность отогнутой лопасти расположена под углом к направлению выходного потока (Абрамян В.А. Международная заявка WO 2012/090009 А).The prototype of one of the objects of the invention (device) is a hydraulic turbine impeller containing main blades located between the upper and lower rims with a curved surface and located on the impeller so that the line connecting the points on the input and output edges of the blade (in cross section between the rims ), on the flow side forms an angle with the radius of the impeller greater than 45 °, but less than 180 ° (n-2) / 2n, where n is the number of blades greater than eight, the blades between the rims to the bent bottom part on the flow side are made they are convex, but on the opposite side, facing the rotation of the impeller, are concave, or the blade on the flow side is concave at some distance from the inlet edge, and then goes convex to the outlet edge, and from the back side, on the contrary, in the lower part the blades are bent to the rim so that the surface of the bent blade is located at an angle to the direction of the output stream (VA Abrahamyan International application WO 2012/090009 A).

Техническим результатом изобретения является увеличение коэффициента полезного действия турбины за счет дополнительного отбора энергии у жидкости на выходе из рабочего колеса.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the turbine due to additional energy extraction from the liquid at the exit of the impeller.

Сущностью изобретения является способ придания движения рабочему колесу гидравлической турбины, состоящий в том, что из верхнего бьефа по напорному водоводу через турбинную спиральную камеру и направляющий аппарат, расположенный перед турбинной спиральной камерой или вокруг рабочего колеса, подают к рабочему колесу закрученный в сторону вращения рабочего колеса входной поток воды, размещенной между верхним и нижним ободом рабочего колеса решеткой основных лопастей, выпуклая сторона которых обращена к входному потоку, а тыльная - в сторону вращения рабочего колеса, изменяют направление большей части входящего между верхним и нижним ободом потока на острый угол больше 45° к радиальному направлению, закручивают поток и направляют в противоположную вращению рабочего колеса сторону к вогнутым сторонам предшествующих основных лопастей, которыми продолжают придавать потоку вращательное движение внутри рабочего колеса вокруг обтекателя, или изменяют направление этой части входного в рабочее колесо потока на упомянутый угол лопастями, у которых сторона, обращенная к потоку, на некотором расстоянии от входных кромок вогнутая, а затем переходит в выпуклую до выходной кромки, а с тыльной стороны - наоборот, при этом основной крутящий момент образуется реакцией изменившей направление струи жидкости и возникшей реакцией втекающей жидкости, достигающей при указанном изменении направления входного потока наибольшей величины, часть потока, входящего в рабочее колесо непосредственно над нижним ободом, выпуклыми сторонами основных лопастей направляют вниз в осевом направлении к решетке лопастей, образованных отогнутыми к нижнему ободу нижними частями основных лопастей и обращенных вогнутой стороной к потоку, которыми изменяют осевое направление потока на направление, противоположное направлению вращения рабочего колеса, вызывая тем самым образование дополнительного крутящего момента, турбинной спиральной камерой поток воды подают к рабочему колесу со скоростью, обеспечивающей уменьшение до минимума относительно турбинной камеры скорости закрученного вокруг оси рабочего колеса потока, объединенный поток через отсасывающую трубу отводят в нижний бьеф, при этом перед выпуском потока в отсасывающую трубу решеткой дополнительных лопастей, расположенных между обтекателем и нижней частью основных лопастей и закрепленных на них торцевыми сторонами, изменяют направление той части потока, которая протекает между обтекателем и основными лопастями и тем самым увеличивают дополнительный крутящий момент, турбинной спиральной камерой поток воды подают к рабочему колесу со скоростью, обеспечивающей уменьшение до минимума относительно турбинной камеры скорости выходного потока после решетки дополнительных лопастей.The essence of the invention is a method of imparting movement to the impeller of a hydraulic turbine, which consists in supplying a swirl in the direction of rotation of the impeller to the impeller from the upstream downstream of the discharge duct through a turbine scroll chamber and a guide apparatus located in front of the turbine scroll chamber or around the impeller the inlet water flow located between the upper and lower impeller rims by the grill of the main blades, the convex side of which is facing the inlet flow, and the rear side is in the direction of rotation of the impeller, change the direction of most of the incoming between the upper and lower rim flow at an acute angle greater than 45 ° to the radial direction, twist the flow and direct the side opposite to the rotation of the impeller to the concave sides of the previous main blades, which continue to give the flow a rotational movement inside the impeller around the fairing, or change the direction of this part of the flow input into the impeller by the angle indicated by the blades, in which the side facing the flow ku, at a certain distance from the inlet edges, is concave, and then goes convex to the outlet edge, and vice versa, with the main torque generated by the reaction that changed the direction of the jet of liquid and the resulting reaction of the inflowing liquid, reaching at the indicated change in the direction of the input stream of the greatest magnitude, part of the flow entering the impeller directly above the lower rim, the convex sides of the main blades are directed axially down to the lattice of blades formed about the lower parts of the main blades bent to the lower rim and facing the flow with the concave side, which change the axial direction of the flow in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller, thereby causing the formation of additional torque, the turbine spiral chamber feeds the water flow to the impeller with a speed that ensures reducing to a minimum relative to the turbine chamber the speed of the flow swirling around the axis of the impeller, the combined flow through the suction pipe deflecting in the downstream, while before releasing the flow into the suction pipe with a grill of additional blades located between the fairing and the lower part of the main blades and fixed on them by the end faces, they change the direction of that part of the flow that flows between the fairing and the main blades and thereby increase the additional torque moment, a turbine spiral chamber feeds water flow to the impeller at a speed that minimizes the speed of the output stream relative to the turbine chamber after the grill of additional blades.

Предложенный способ осуществляется описанным ниже рабочим колесом гидравлической турбины.The proposed method is carried out by the impeller of a hydraulic turbine described below.

Рабочее колесо гидравлической турбины, содержащее решетку лопастей, образованную размещенными между верхним и нижним ободами основными лопастями с криволинейной поверхностью и расположенными на рабочем колесе так, что линия, соединяющая точки на входной и выходной кромках лопасти со стороны потока в поперечном сечении между ободами, образует с радиусом рабочего колеса угол больше 45°, но меньше 180°(n-2)/2n, где n - число лопастей больше восьми, лопасти между ободами до отогнутой нижней части со стороны потока выполнены выпуклыми, а с противоположной стороны, обращенной в сторону вращения рабочего колеса, - вогнутыми, или лопасть со стороны потока на некотором расстоянии от входной кромки вогнутая, а затем переходит в выпуклую до выходной кромки, а с тыльной стороны - наоборот, к верхнему ободу прикреплен обтекатель, на выходе из рабочего колеса выполнена решетка обращенных к потоку вогнутой стороной лопастей, образованных нижними частями основных лопастей, отогнутыми к нижнему ободу и закрепленными на нем, при этом на выходе из рабочего колеса между основными лопастями и обтекателем выполнена решетка дополнительных лопастей, узкий торцевой конец дополнительных лопастей соединен с обтекателем, а широкий - с нижней частью основных лопастей, или при отогнутых к нижнему ободу на 90° нижних частях основных лопастей дополнительные лопасти от обтекателя и до основных лопастей и лопасти, образованные отогнутыми нижними частями основных лопастей, выполнены как цельные лопасти от обтекателя и до нижнего обода.The impeller of a hydraulic turbine containing a grid of blades formed by main blades placed between the upper and lower rims with a curved surface and located on the impeller so that the line connecting the points on the inlet and outlet edges of the blade from the flow side in cross section between the rims forms with the radius of the impeller, the angle is greater than 45 °, but less than 180 ° (n-2) / 2n, where n is the number of blades greater than eight, the blades between the rims to the bent lower part on the flow side are convex, and with of the false side facing the direction of rotation of the impeller is concave, or the blade from the flow side is concave at some distance from the inlet edge, and then goes convex to the output edge, and from the back side, on the contrary, a fairing is attached to the upper rim, at the exit from the impeller there is a lattice of blades facing the flow with the concave side of the blades formed by the lower parts of the main blades, bent to the lower rim and fixed on it, while at the exit of the impeller between the main blades and the streamline a lattice of additional blades is made by the body, the narrow end end of the additional blades is connected to the fairing, and the wide end is connected to the lower part of the main blades, or when the lower parts of the main blades are bent to the lower rim by 90 °, additional blades from the fairing to the main blades and blades formed by bent the lower parts of the main blades are made as solid blades from the fairing to the lower rim.

Основанием для включения в формулу отличительного признака "турбинной камерой с регулирующим устройством в виде решетки лопаток, расположенным перед камерой, входной поток перед впуском в рабочее колесо предварительно закручивают вокруг него по направлению вращения рабочего колеса со скоростью, обеспечивающей уменьшение до минимума скорости закрученного потока внутри рабочего колеса относительно турбинной камеры" являются полученные авторами результаты нижеописанного опыта. Прибор в виде ведерка с расположенными в нижней части под углом к радиальному направлению отверстиями и прикрепленным к дну ведерка грузом (рабочее колесо) погружался в неподвижную воду и втекающая в ведерко под углом к радиальному направлению вода начинала вращаться внутри ведерка в одну сторону, а само ведерко начинало вращаться в противоположную сторону. По количеству оборотов в секунду замерялась скорость вращательного движения ведерка. Скорость движения воды определялась по скорости вращения находящегося на поверхности воды небольшого кусочка бумаги размером 0.5 см. Затем скорость вращения воды внутри ведерка и скорость вращения ведерка замерялась после того, как тот же прибор погружался в воду, закрученную в одну или в другую сторону. При совпадении вращения находящейся вокруг прибора воды с направлением вращения прибора скорость вращения прибора увеличивалась, а скорость вращения воды внутри ведерка уменьшалась. В этом случае можно закрутить (аналогично турбинной камере) наружную воду с такой скоростью, что кусочек бумажки внутри ведерка перестанет вращаться, то есть скорость вращения воды внутри ведерка относительно наблюдателя (турбинной камеры) станет равной нулю. И наоборот, если направление вращения воды снаружи совпадает с направлением вращения воды внутри сосуда, то скорость вращения воды внутри сосуда увеличивается, а скорость вращения сосуда уменьшается.The basis for the inclusion in the formula of the distinguishing feature “a turbine chamber with a regulating device in the form of a blade grid located in front of the chamber, the inlet stream is pre-twisted around it in the direction of rotation of the impeller at a speed that minimizes the speed of the swirling flow inside the working chamber before it enters the impeller wheels relative to the turbine chamber "are the results obtained by the authors of the experiment described below. The device in the form of a bucket with openings located at the bottom at an angle to the radial direction and a load attached to the bottom of the bucket (impeller) was immersed in still water and the water flowing into the bucket at an angle to the radial direction began to rotate in the bucket in one direction, and the bucket itself began to rotate in the opposite direction. The speed of the rotational movement of the bucket was measured by the number of revolutions per second. The speed of movement of water was determined by the rotation speed of a small piece of paper 0.5 cm in size located on the water surface. Then, the rotation speed of the water inside the bucket and the rotation speed of the bucket were measured after the same device was immersed in water twisted in one or the other direction. When the rotation of the water around the device coincides with the direction of rotation of the device, the speed of rotation of the device increases, and the speed of rotation of the water inside the bucket decreases. In this case, it is possible to spin the external water (similarly to a turbine chamber) at such a speed that a piece of paper inside the bucket will stop rotating, that is, the speed of rotation of the water inside the bucket relative to the observer (turbine chamber) will become zero. Conversely, if the direction of rotation of the water from the outside coincides with the direction of rotation of the water inside the vessel, then the speed of rotation of the water inside the vessel increases, and the speed of rotation of the vessel decreases.

Изобретение представлено 8 фигурами.The invention is represented by 8 figures.

Фиг. 1 - Схема установки турбины на гидроэлектростанции.FIG. 1 - Installation diagram of a turbine at a hydroelectric power station.

Фиг. 2 - Схема подводящей части гидротурбины с направляющим аппаратом, расположенным перед турбинной спиральной камерой.FIG. 2 - Diagram of the supply part of the turbine with a guide apparatus located in front of the turbine spiral chamber.

Фиг. 3 - Схема подводящей части гидротурбины с направляющим аппаратом, расположенным вокруг рабочего колеса.FIG. 3 - Diagram of the supply of the turbine with a guide apparatus located around the impeller.

Фиг. 4 - Вертикальный разрез рабочего колеса.FIG. 4 - Vertical section of the impeller.

Фиг. 5 - Рабочее колесо с выпуклой формой поверхности основной лопасти со стороны потока и вогнутой с противоположной стороны.FIG. 5 - Impeller with a convex shape of the surface of the main blade on the flow side and concave on the opposite side.

Фиг. 6 - Рабочее колесо с вогнутой формой поверхности основной лопасти, переходящей в выпуклую.FIG. 6 - The impeller with a concave shape of the surface of the main blade, turning into a convex.

Фиг. 7- Рабочее колесо, выполненное с цельными лопастями.FIG. 7- Impeller made with solid blades.

Фиг. 8 - Вертикальный разрез рабочего колеса с цельными лопастями.FIG. 8 - Vertical section of the impeller with solid blades.

Рабочее колесо 1 гидравлической турбины 2, содержащее размещенные между верхним 3 и нижним 4 ободами основные лопасти 5 с криволинейной поверхностью и расположенные на рабочем колесе 1 так, что линия, соединяющая точки на входной 6 и выходной 7 кромках лопасти 5 в поперечном сечении между ободами 3, 4, со стороны потока образует с радиусом рабочего колеса 1 угол 8 больше 45°, но меньше 180°(n-2)/2n, где n - число лопастей больше восьми, лопасти 5 между ободами 3, 4 до отогнутой внизу части 11 со стороны потока выполнены выпуклыми 9, а с противоположной стороны, обращенной в сторону вращения рабочего колеса 1, - вогнутыми 10, или лопасть 5 со стороны потока на некотором расстоянии от входной кромки 6 вогнутая 10, а затем переходит в выпуклую 9 до выходной кромки 7, а с тыльной стороны - наоборот, к верхнему ободу 3 прикреплен обтекатель 12, на выходе из рабочего колеса 1 выполнена закрепленная на нижней части основных лопастях 5 и нижнем ободе 4 решетка лопастей 11, вогнутой стороной обращенных к потоку, а между основными лопастями 5 и обтекателем 12 выполнена решетка дополнительных лопастей 13, которые узким торцевым концом закреплены на обтекателе 12, а широким соединены с нижней частью основных лопастей 5, или дополнительные лопасти 13 от обтекателя 12 и до основных лопастей 5 и лопасти 11 от основных лопастей 5 и до нижнего обода 4 выполнены как цельные лопасти 14, к которым нижней частью присоединены основные лопасти 5.The impeller 1 of the hydraulic turbine 2, containing the main blades 5 with a curved surface located between the upper 3 and lower 4 rims and located on the impeller 1 so that the line connecting the points on the input 6 and output 7 edges of the blade 5 in cross section between the rims 3 , 4, on the flow side, with an impeller radius of 1 forms an angle 8 greater than 45 °, but less than 180 ° (n-2) / 2n, where n is the number of blades greater than eight, blades 5 between rims 3, 4 to bent below 11 on the flow side are convex 9, and on the opposite side, turned in the direction of rotation of the impeller 1, concave 10, or the blade 5 from the flow side at a certain distance from the inlet edge 6 is concave 10, and then goes into convex 9 to the outlet edge 7, and from the back side, on the contrary, to the upper rim 3 a fairing 12 is attached, at the exit of the impeller 1 there is a lattice of blades 11 fixed on the lower part of the main blades 5 and the lower rim 4, with the concave side facing the flow, and between the main blades 5 and the fairing 12 there is a lattice of additional blades 13, which have a narrow torus the end end is fixed to the fairing 12, and wide connected to the lower part of the main blades 5, or additional blades 13 from the fairing 12 to the main blades 5 and the blades 11 from the main blades 5 and to the lower rim 4 are made as solid blades 14, to which the lower part attached to the main blades 5.

Способ придания движения рабочему колесу осуществляется следующим образом:The method of imparting movement to the impeller is as follows:

Из верхнего бьефа 15 по напорному водоводу 16 через турбинную спиральную камеру 17 и направляющий аппарат 18, расположенный перед турбинной спиральной камерой 17 или вокруг рабочего колеса 1, подают к рабочему колесу 1 закрученный в сторону вращения рабочего колеса поток воды, размещенной между верхним 3 и нижним 4 ободами рабочего колеса 1 решеткой основных лопастей 5, выпуклая 9 сторона которых обращена к входному потоку, а тыльная (вогнутая) 10 - в сторону вращения рабочего колеса 1, изменяют направление большей части входящего между верхним 3 и нижним 4 ободами потока на острый угол больше 45° к радиальному направлению, закручивают поток и направляют в противоположную вращению рабочего колеса 1 сторону к вогнутым 10 сторонам предшествующих основных лопастей 5, которыми продолжают придавать потоку вращательное движение внутри рабочего колеса 1 вокруг обтекателя 12, или изменяют направление этой части входного в рабочее колесо 1 потока на упомянутый угол 8 лопастями 5, у которых сторона, обращенная к потоку, на некотором расстоянии от входных 6 кромок вогнутая 10, а затем переходит в выпуклую 9 до выходной кромки 7, а с тыльной стороны - наоборот, при этом основной крутящий момент образуется реакцией изменившей направление струи жидкости и возникшей реакцией втекающей жидкости, достигающей при указанном изменении направления входного потока наибольшей величины. Часть потока, входящего в рабочее колесо 1 непосредственно над нижним ободом 3, основными лопастями 5 направляется вниз в осевом направлении к решетке лопастей 11, образованных отогнутыми к нижнему 4 ободу нижними частями 1 основных лопастей 5 и обращенных вогнутой 10 стороной к потоку. Решеткой лопастей 11 изменяют осевое направление потока на направление, противоположное направлению вращения рабочего колеса 1, вызывая тем самым образование дополнительного крутящего момента. Решеткой дополнительных лопастей 13, расположенных между обтекателем 12 и нижней частью 11 основных лопастей 5 и закрепленных на них торцевыми сторонами, изменяют направление той части потока, которая проходит между обтекателем 12 и основными лопастями 5, или изменяют направление всего выходного потока единой решеткой лопастей 14, расположенных между обтекателем 12 и нижним ободом 4 и объединяющих лопасти 11 и дополнительные лопасти 13 в единое целое. При этом дополнительный крутящий момент увеличивается. Турбинной спиральной камерой 17 поток воды подают к рабочему колесу 1 со скоростью, обеспечивающей после решетки дополнительных лопастей 13 или решетки лопастей 14 уменьшение до минимума скорости выходного потока относительно турбинной камеры 17. После изменения направления потока лопастями 11 и дополнительными лопастями 13, или заменяющими их цельными лопастями 14, выходной поток отводят через отсасывающую трубу 19 в нижний бьеф 20.From the upper pool 15 through the discharge conduit 16 through the turbine spiral chamber 17 and the guide apparatus 18, located in front of the turbine spiral chamber 17 or around the impeller 1, a water flow swirled in the direction of rotation of the impeller is placed to the impeller 1, located between the upper 3 and lower 4 by the rims of the impeller 1 by the lattice of the main blades 5, the convex 9 side of which is facing the input stream, and the rear (concave) 10 - in the direction of rotation of the impeller 1, change the direction of most of the incoming between the upper 3 and neither we press 4 flow rims at an acute angle greater than 45 ° to the radial direction, twist the flow and direct it in the opposite direction to the rotation of the impeller 1 side to the concave 10 sides of the previous main blades 5, which continue to give the flow a rotational movement inside the impeller 1 around the fairing 12, or change the direction of this part of the flow input into the impeller 1 by the mentioned angle 8 by blades 5, in which the side facing the flow is concave 10 at some distance from the input 6 edges, and then goes into convex nd 9 and the outlet edge 7 and the rear side - on the contrary, the primary torque produced by reacting change direction and the liquid jet flowing liquid reaction occurred, reaching at said change in direction of the input stream the highest value. Part of the flow entering the impeller 1 directly above the lower rim 3, the main blades 5 is directed axially down to the lattice of the blades 11, formed by the lower parts 1 of the main blades 5 bent to the lower 4 rim and facing the concave 10 side to the flow. The lattice of the blades 11 change the axial direction of flow in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller 1, thereby causing the formation of additional torque. The lattice of additional blades 13 located between the fairing 12 and the lower part 11 of the main blades 5 and fixed on them by the end faces, change the direction of that part of the flow that passes between the fairing 12 and the main blades 5, or change the direction of the entire output stream with a single lattice of blades 14, located between the fairing 12 and the lower rim 4 and combining the blades 11 and the additional blades 13 into a single whole. In this case, the additional torque increases. The turbine spiral chamber 17 feeds water flow to the impeller 1 at a speed that ensures, after the grating of the additional blades 13 or the grating of the blades 14, to minimize the speed of the output stream relative to the turbine chamber 17. After changing the flow direction, the blades 11 and the additional blades 13, or replace them with integral blades 14, the output stream is diverted through the suction pipe 19 to the downstream 20.

Claims (2)

1. Способ придания движения рабочему колесу гидравлической турбины, состоящий в том, что из верхнего бьефа по напорному водоводу через турбинную спиральную камеру и направляющий аппарат, расположенный перед турбинной спиральной камерой или вокруг рабочего колеса, подают к рабочему колесу закрученный в сторону вращения рабочего колеса входной поток воды, размещенной между верхним и нижним ободами рабочего колеса решеткой основных лопастей, выпуклая сторона которых обращена к входному потоку, а тыльная - в сторону вращения рабочего колеса, изменяют направление большей части входящего между верхним и нижним ободами потока на острый угол больше 45° к радиальному направлению, закручивают поток и направляют в противоположную вращению рабочего колеса сторону к вогнутым сторонам предшествующих основных лопастей, которыми продолжают придавать потоку вращательное движение внутри рабочего колеса вокруг обтекателя, или изменяют направление этой части входного в рабочее колесо потока на упомянутый угол лопастями, у которых сторона, обращенная к потоку, на некотором расстоянии от входных кромок вогнутая, а затем переходит в выпуклую до выходной кромки, а с тыльной стороны - наоборот, при этом основной крутящий момент образуется реакцией изменившей направление струи жидкости и возникшей реакцией втекающей жидкости, достигающей при указанном изменении направления входного потока наибольшей величины, часть потока, входящего в рабочее колесо непосредственно над нижним ободом, основными лопастями направляется вниз в осевом направлении к решетке лопастей, образованной отогнутыми к нижнему ободу нижними частями основных лопастей, обращенными вогнутой стороной к потоку, которыми изменяют осевое направление потока на направление, противоположное направлению вращения рабочего колеса, вызывая тем самым образование дополнительного крутящего момента, турбинной спиральной камерой поток воды подают к рабочему колесу со скоростью, обеспечивающей уменьшение до минимума относительно турбинной камеры скорости закрученного вокруг оси рабочего колеса потока, объединенный поток через отсасывающую трубу отводят в нижний бьеф, отличающийся тем, что перед выпуском потока в отсасывающую трубу решеткой дополнительных лопастей, расположенных между обтекателем и нижней частью основных лопастей и закрепленных на них торцевыми концами, изменяют направление той части потока, которая проходит между обтекателем и основными лопастями и тем самым увеличивают дополнительный крутящий момент, турбинной спиральной камерой поток воды подают к рабочему колесу со скоростью, обеспечивающей уменьшение до минимума относительно турбинной камеры скорости выходного потока после решетки дополнительных лопастей.1. The method of imparting movement to the impeller of a hydraulic turbine, consisting in the fact that from the upstream downstream of the discharge conduit through a turbine spiral chamber and a guiding apparatus located in front of the turbine spiral chamber or around the impeller, the input impeller is swirled in the direction of rotation of the input impeller the flow of water located between the upper and lower rims of the impeller by a lattice of main blades, the convex side of which is facing the inlet flow, and the rear side is in the direction of rotation of the impeller a, they change the direction of the majority of the flow entering between the upper and lower rims by an acute angle greater than 45 ° to the radial direction, twist the flow and direct the side opposite to the rotation of the impeller to the concave sides of the previous main blades, which continue to give the flow a rotational movement inside the impeller around fairing, or change the direction of this part of the flow input into the impeller by the angle mentioned by the blades, with the side facing the flow at a certain distance t of the input edges is concave, and then goes convex to the output edge, and vice versa, from the back side, the main torque is formed by the reaction that changed the direction of the fluid stream and the resulting flowing-in reaction, which reaches the largest value with a specified change in the direction of the input flow, a part of the flow entering the impeller directly above the lower rim, the main blades are directed axially down to the lattice of blades formed by the lower parts of the bent to the lower rim new blades facing the concave side of the flow, which change the axial direction of flow in the direction opposite to the direction of rotation of the impeller, thereby causing the formation of additional torque, the turbine spiral chamber feeds water flow to the impeller at a speed that minimizes it relative to the turbine chamber the speed of the flow swirling around the axis of the impeller, the combined flow through the suction pipe is diverted to the downstream, characterized in that before by starting the flow into the suction pipe with a grill of additional blades located between the fairing and the lower part of the main blades and fixed with end ends on them, change the direction of the part of the flow that passes between the fairing and the main blades and thereby increase the additional torque by the turbine spiral chamber water flow fed to the impeller at a speed that minimizes relative to the turbine chamber the speed of the output stream after the grate of additional blades Tei. 2. Рабочее колесо гидравлической турбины, содержащее решетку лопастей, образованную размещенными между верхним и нижним ободами основными лопастями с криволинейной поверхностью и расположенными на рабочем колесе так, что линия, соединяющая точки на входной и выходной кромках лопасти со стороны потока в поперечном сечении между ободами, образует с радиусом рабочего колеса угол больше 45°, но меньше 180°(n-2)/2n, где n - число лопастей больше восьми, лопасти между ободами до отогнутой нижней части со стороны потока выполнены выпуклыми, а с противоположной стороны, обращенной в сторону вращения рабочего колеса, - вогнутыми, или лопасть со стороны потока на некотором расстоянии от входной кромки вогнутая, а затем переходит в выпуклую до выходной кромки, а с тыльной стороны - наоборот, к верхнему ободу прикреплен обтекатель, на выходе из рабочего колеса выполнена решетка обращенных к потоку вогнутой стороной лопастей, образованных нижними частями основных лопастей, отогнутыми к нижнему ободу и закрепленными на нем, отличающееся тем, что на выходе из рабочего колеса между основными лопастями и обтекателем выполнена решетка дополнительных лопастей, узкий торцевой конец дополнительных лопастей соединен с обтекателем, а широкий - с нижней частью основных лопастей, или при отогнутых к нижнему ободу на 90° нижних частях основных лопастей дополнительные лопасти от обтекателя и до основных лопастей и лопасти, образованные отогнутыми нижними частями основных лопастей, выполнены как цельные лопасти от обтекателя и до нижнего обода.2. The impeller of a hydraulic turbine containing a grid of blades formed by the main blades located between the upper and lower rims with a curved surface and located on the impeller so that the line connecting the points on the input and output edges of the blade from the flow side in cross section between the rims, forms an angle with the radius of the impeller greater than 45 °, but less than 180 ° (n-2) / 2n, where n is the number of blades greater than eight, the blades between the rims to the bent lower part on the flow side are convex, and with the positive side, facing the direction of rotation of the impeller, is concave, or the blade on the flow side is concave at some distance from the inlet edge, and then goes convex to the output edge, and from the back side, on the contrary, a fairing is attached to the upper rim, at the exit from the impeller there is a lattice of blades facing the flow with the concave side of the blades formed by the lower parts of the main blades bent to the lower rim and fixed on it, characterized in that at the exit of the impeller between the main blades A grating of additional blades is made by astami and a fairing, the narrow end end of the additional blades is connected to the fairing, and the wide end is connected to the lower part of the main blades, or when the lower parts of the main blades are bent to the lower rim by 90 °, from the fairing to the main blades and blades, formed by the bent lower parts of the main blades, made as solid blades from the fairing to the lower rim.
RU2015127180A 2012-12-28 2013-12-17 Method of giving movement to a working wheel and a working wheel of hydroturbine RU2628254C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GEAP201212945 2012-12-28
GEAP201212945A GEP20156261B (en) 2012-12-28 2012-12-28 Method of impeller rotation and impeller
PCT/GE2013/000010 WO2014102552A1 (en) 2012-12-28 2013-12-17 Method for imparting motion to an impeller and water turbine impeller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015127180A RU2015127180A (en) 2017-02-02
RU2628254C2 true RU2628254C2 (en) 2017-08-15

Family

ID=51019950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015127180A RU2628254C2 (en) 2012-12-28 2013-12-17 Method of giving movement to a working wheel and a working wheel of hydroturbine

Country Status (3)

Country Link
GE (1) GEP20156261B (en)
RU (1) RU2628254C2 (en)
WO (1) WO2014102552A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653647C1 (en) * 2017-02-21 2018-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) Method of the jet hydro turbines power regulation
CN114662425B (en) * 2022-05-25 2022-09-20 浙江远算科技有限公司 Water turbine start-stop working condition flow field simulation prediction method and system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2622A (en) * 1842-05-12 Improvement in water-wheels
US39783A (en) * 1863-09-01 Improvement in water-wheels
US4017211A (en) * 1975-09-17 1977-04-12 Aktiebolaget Karlstads Mekaniska Werkstad Runner for hydrodynamic machines
EP0215990A1 (en) * 1985-08-30 1987-04-01 Franc Lasgoute Hydraulic turbine for domestic use

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599096C2 (en) * 2010-12-30 2016-10-10 Агаджанов Владимир Агасиевич Method for imparting motion to rotor (versions) and rotor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2622A (en) * 1842-05-12 Improvement in water-wheels
US39783A (en) * 1863-09-01 Improvement in water-wheels
US4017211A (en) * 1975-09-17 1977-04-12 Aktiebolaget Karlstads Mekaniska Werkstad Runner for hydrodynamic machines
EP0215990A1 (en) * 1985-08-30 1987-04-01 Franc Lasgoute Hydraulic turbine for domestic use

Also Published As

Publication number Publication date
GEP20156261B (en) 2015-03-25
WO2014102552A1 (en) 2014-07-03
RU2015127180A (en) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108368819B (en) Gravitation eddy water turbine assembly
RU2017130693A (en) HYDROELECTRIC / HYDROKINETIC TURBINE AND WAYS OF ITS CREATION AND USE
Lewis et al. Major historical developments in the design of water wheels and Francis hydroturbines
JP2014512489A (en) Hydro turbine and hydro power generator
MY155494A (en) Direct-connected low-speed small mixed flow type water turbine applied in hydrodynamic energy-saving cooling tower
CN101813006A (en) Multi-stage jet-type reaction force disc generating system
US11248581B2 (en) Flow energy installation, in particular encased wind turbine
RU2628254C2 (en) Method of giving movement to a working wheel and a working wheel of hydroturbine
EP3642475B1 (en) Vortex generator
US8944757B2 (en) Fluid machine
DE202009010280U1 (en) Hydroelectric power plant to use the wave energy of the oceans
JP5738252B2 (en) Impulse air turbine equipment used with reverse bidirectional airflow in wave power plants
RU2599096C2 (en) Method for imparting motion to rotor (versions) and rotor
RU2462612C1 (en) Orthogonal power generating unit to convert energy of water or air flows
WO2014136032A1 (en) A stream turbine
CN108005834A (en) A kind of flow type centripetal turbine
RU2474699C2 (en) Turbine output device
CN207974908U (en) A kind of pipe type power generation machine
Haluza et al. The swirl turbine
RU175269U1 (en) Hydraulic Low Pressure Propeller Turbine
US20150275913A1 (en) Hydraulic Turbines with Exit Flow Direction Opposite to its Inlet Flow Direction
GB2453410A (en) Hydraulic turbine exit guide
CN108131234A (en) A kind of pipe type power generation machine
CN107762713A (en) A kind of Multifunction pressure-reducing valve suitable for big flow
CN211623599U (en) Bidirectional through-flow turbine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170811