[go: up one dir, main page]

RU2622685C1 - Reactive hydroturbine - Google Patents

Reactive hydroturbine Download PDF

Info

Publication number
RU2622685C1
RU2622685C1 RU2016101030A RU2016101030A RU2622685C1 RU 2622685 C1 RU2622685 C1 RU 2622685C1 RU 2016101030 A RU2016101030 A RU 2016101030A RU 2016101030 A RU2016101030 A RU 2016101030A RU 2622685 C1 RU2622685 C1 RU 2622685C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
rotor
nozzles
blades
shaft
Prior art date
Application number
RU2016101030A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Яценко
Original Assignee
Сергей Владимирович Яценко
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 Сергей Владимирович Яценко filed Critical Сергей Владимирович Яценко
Priority to RU2016101030A priority Critical patent/RU2622685C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622685C1 publication Critical patent/RU2622685C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: reactive turbine consists of a lower shell, which is connected to the upper hull, a pipe line fixed to the lower hull, a hydraulic manifold, made in the form of a sealed chamber with blades of the first turbine. Inside the pipe there was pressed a copper pipe with a helicoidal thread, flared over its ends. In the upper part of the pipe, a slot nozzle is fixedly fixed, made in the form of a cylinder with rectangular slots in the upper part of the lateral surface of the cylinder. The nozzles and blades of the turbine of the rotor form a second turbine. The hydraulic collector with the power take-off shaft, the shaft, the cone surface of the rotor, the pipes, the supply nozzles, the second turbine form the turbine rotor. Pipes intended for supplying liquid are made with a helicoidal thread and fixed to the conical surface of the rotor during the rotation of the turbine rotor. The nozzles of the second turbine are rotatably mounted together with the turbine rotor.
EFFECT: increase of energy efficiency of reactive water turbine.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к гидротурбинным установкам.The invention relates to the field of power engineering, in particular to hydroturbine installations.

Известна реактивная турбина, содержащая ротор с каналами подвода рабочего тела к соплам (патент РФ №2193669, МПК F01D 1/32, опубл. 27.11.2002 г.).Known jet turbine containing a rotor with channels for supplying the working fluid to the nozzles (RF patent No. 2193669, IPC F01D 1/32, publ. 11/27/2002).

Известна реактивная турбина (патент РФ №148863, МПК F01D 1/32, опубл. 20.12. 2014 г.), состоящая из корпуса, направляющих сопел, ротора, состоящего из вала, на котором жестко установлены не менее двух дисков, центральной втулки и рабочих лопаток, установленных между дисками, обеспечивая при этом наличие пространства между дисками, центральной втулкой и внутренними кромками рабочих лопаток, причем сопла направлены в это пространство.A known jet turbine (RF patent No. 148863, IPC F01D 1/32, publ. 20.12. 2014), consisting of a housing, guide nozzles, a rotor, consisting of a shaft on which at least two disks, a central hub and workers are rigidly mounted blades installed between the disks, while ensuring the presence of space between the disks, the Central sleeve and the inner edges of the working blades, and the nozzles are directed into this space.

Недостатком является низкая энергетическая эффективность.The disadvantage is low energy efficiency.

Известна реактивная турбина (патент РФ №156376, МПК F01D 1/32, опубл. 10.11.2015 г.), содержащая вал и установленное на валу турбинное колесо с соплами, размещенными в плоскости вращения вала, причем выходной участок каждого сопла ограничен выходным срезом, сопла установлены между двумя соосными валу дисками и прикрыты по периферии бандажной полкой, а на сегментах турбинного колеса, следующих по ходу потока газа за выходными срезами сопел, в периферийной части по меньшей мере одного из указанных дисков выполнены сквозные прорези.A known jet turbine (RF patent No. 156376, IPC F01D 1/32, publ. November 10, 2015), comprising a shaft and a turbine wheel mounted on the shaft with nozzles located in the plane of rotation of the shaft, and the output section of each nozzle is limited by the output cut, nozzles are installed between two coaxial shaft disks and are covered around the periphery by a retaining shelf, and through cuts are made in the peripheral part of at least one of these disks on segments of a turbine wheel following the gas flow behind the nozzle exit sections.

Недостатком является низкая энергетическая эффективность реактивной роторной турбины.The disadvantage is the low energy efficiency of the jet rotary turbine.

Технической задачей изобретения является создание энергетически эффективной реактивной турбины.An object of the invention is the creation of an energy-efficient jet turbine.

Технический результат заключается в повышении энергетической эффективности реактивной гидротурбины за счет снижения внутреннего сопротивления прохождению жидкости к форсункам, за счет многократного использования рабочей жидкости за один цикл и при помощи повышения КПД гидротурбины за счет эффекта сифона, возникающего при достижении гидротурбиной рабочей скорости вращения.The technical result consists in increasing the energy efficiency of a jet turbine by reducing the internal resistance to the passage of fluid to the nozzles, by reusing the working fluid in one cycle and by increasing the efficiency of the turbine due to the siphon effect that occurs when the turbine reaches its operating speed.

Технический результат достигается тем, что реактивная гидротурбина состоит из нижнего корпуса, который соединен с верхним корпусом, трубовала, закрепленного на нижнем корпусе, причем внутри трубовала запрессована медная труба с геликоидной нарезкой, развальцованная по его торцам, в верхней части трубовала неподвижно закреплена щелевая форсунка, выполненная в форме цилиндра с прямоугольными щелями в верхней части боковой поверхности цилиндра; гидравлический коллектор, выполненный в виде герметичной камеры с форсунками и лопатками первой турбины, при этом трубы, питающие форсунки, форсунки и лопатки турбины ротора образуют вторую турбину, а гидравлический коллектор с валом отбора мощности, вал, конусная поверхность ротора, вторая турбина блока форсунок образуют ротор турбины, причем трубы, предназначенные для подвода и отвода жидкости, выполнены с геликоидной нарезкой и закреплены на конусной поверхности ротора по ходу вращения ротора турбины; форсунки второй турбины закреплены в блоке форсунок с возможностью вращения вместе с ротором турбины.The technical result is achieved by the fact that a reactive hydraulic turbine consists of a lower housing, which is connected to the upper housing, piped, mounted on the lower housing, and a copper pipe with a helical thread is pressed inside, flared along its ends, the slotted nozzle is fixedly fixed in the upper part, made in the form of a cylinder with rectangular slots in the upper part of the side surface of the cylinder; a hydraulic manifold made in the form of a sealed chamber with nozzles and blades of the first turbine, while the pipes feeding the nozzles, nozzles and blades of the rotor turbine form the second turbine, and the hydraulic manifold with the power take-off shaft, shaft, conical surface of the rotor, the second turbine of the nozzle block form the turbine rotor, and the pipes intended for supplying and discharging liquid are made with a helical thread and mounted on the conical surface of the rotor along the rotation of the turbine rotor; nozzles of the second turbine are fixed in the nozzle block with the possibility of rotation together with the turbine rotor.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведено устройство в разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows the device in section.

На чертеже обозначены следующие элементы:The following elements are indicated in the drawing:

1 - нижний корпус;1 - lower case;

2 - верхний корпус;2 - upper case;

3 - трубовал;3 - trumpeted;

4 - медная труба с геликоидной нарезкой;4 - copper pipe with a helical thread;

5 - вал;5 - shaft;

6 - трубы, питающие форсунки;6 - pipes feeding nozzles;

7 - щелевая форсунка;7 - slotted nozzle;

8 - гидравлический коллектор с валом отбора мощности;8 - a hydraulic manifold with a power take-off shaft;

9 - лопатки гидравлического коллектора (первая турбина);9 - blades of a hydraulic manifold (first turbine);

10 - упорная шайба подшипника;10 - thrust bearing washer;

11 - верхний подшипник;11 - upper bearing;

12 - нижний подшипник;12 - lower bearing;

13 - форсунки второй турбины;13 - nozzles of the second turbine;

14 - вторая турбина;14 - second turbine;

15 - штуцер отвода жидкости;15 - fitting for drainage of fluid;

16 - швеллер для крепления трубовала;16 - channel for fastening the pipe;

17 - фланец крепления нижнего корпуса;17 - a flange of fastening of the lower case;

18 - фланец крепления верхнего корпуса;18 - flange of the upper housing;

19 - конусная поверхность ротора;19 - conical surface of the rotor;

20 - подшипник вала отбора мощности;20 - power take-off shaft bearing;

21 - нижняя плита крепления второй турбины;21 - the bottom plate of the mounting of the second turbine;

22 - лопатки второй турбины22 - blades of the second turbine

23 - конусная вставка крепления направляющих ротора;23 - conical insert for mounting the guides of the rotor;

24 - верхняя плита крепления второй турбины;24 - the upper mounting plate of the second turbine;

25 - скоба крепления геликоидных трубок к конусной поверхности ротора.25 - bracket fastening helicoid tubes to the conical surface of the rotor.

Реактивная гидротурбина состоит из нижнего корпуса 1, который соединен с верхним корпусом 2 при помощи фланцев 17 и 18. Трубовал 3 закреплен на нижнем корпусе 1 при помощи швеллера для крепления трубовала 16, внутри трубовала 3 запрессована медная труба с геликоидной нарезкой 4, развальцованная по торцам трубовала 3. На валу 5 смонтирован ротор турбины, состоящий из гидравлического коллектора с валом отбора мощности 8 (внутри гидравлического коллектора закреплены лопатки гидравлического коллектора первой турбины 9), труб, питающих форсунки 6 (трубы на конусной поверхности ротора закреплены при помощи скоб 25), конусной вставки крепления направляющих ротора 23, конусной поверхности ротора 19, нижней плиты крепления второй турбины 21, лопаток второй турбины 22, форсунок второй турбины 12, верхней плиты крепления второй турбины 24. Верхний подшипник 11 зафиксирован при помощи упорной шайбы подшипника 10, нижний подшипник 12 упирается в выступ трубовала 3. В верхней части трубовала 3 неподвижно закреплена щелевая форсунка 7 (она же является затягивающей гайкой для упорной шайбы подшипника 10), выполненная в форме цилиндра с прямоугольными щелями в верхней части боковой поверхности цилиндра, совместно с лопатками турбины гидравлического коллектора 9 образует первую турбину. Вторая турбина 14 состоит из форсунок 13, лопаток второй турбины 22, верхней плиты крепления второй турбины 24, нижней плиты крепления второй турбины 21. Подшипник вала отбора мощности 20 служит для герметизации внутреннего объема турбины от внешней среды.A jet turbine consists of a lower casing 1, which is connected to the upper casing 2 by means of flanges 17 and 18. The pipe 3 is fixed to the lower case 1 by means of a channel for fastening 16, the pipe 3 is pressed into a copper pipe with a helical thread 4, flared at the ends pipe 3. A turbine rotor is mounted on the shaft 5, consisting of a hydraulic manifold with a power take-off shaft 8 (blades of the hydraulic manifold of the first turbine 9 are fixed inside the hydraulic manifold), pipes feeding the nozzles 6 (pipe s on the conical surface of the rotor are fixed with brackets 25), the conical insert for mounting the guides of the rotor 23, the conical surface of the rotor 19, the lower mounting plate of the second turbine 21, the blades of the second turbine 22, the nozzles of the second turbine 12, the upper mounting plate of the second turbine 24. Upper bearing 11 is fixed with the thrust washer of the bearing 10, the lower bearing 12 abuts against the ledge of the tube 3. In the upper part of the tube 3, the slotted nozzle 7 is fixedly fixed (it is a tightening nut for the thrust washer of the bearing 10), ying into a cylindrical shape with rectangular slits in the upper part of the side surface of the cylinder, together with the blades of the turbine of the hydraulic reservoir 9 defines a first turbine. The second turbine 14 consists of nozzles 13, blades of the second turbine 22, the upper mounting plate of the second turbine 24, the lower mounting plate of the second turbine 21. The bearing of the power take-off shaft 20 serves to seal the internal volume of the turbine from the external environment.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Рабочая жидкость подается под давлением в трубовал 3, проходя сквозь медную трубу с геликоидной нарезкой 4, жидкость поступает во внутреннюю полость щелевой форсунки 7. Проходя сквозь щели щелевой форсунки 7, скорость потока жидкости увеличивается за счет разности в поперечном сечении медной трубы с геликоидной нарезкой 4 и суммарного поперечного сечения щелей форсунки. Медная труба с геликоидной нарезкой 4 трубовала 3 значительно уменьшает потери на трение. Поток жидкости из щелевой форсунки 7 ударяет в лопатки 9 турбины гидравлического коллектора (первая турбина), заставляя гидравлический коллектор 8 вращаться вокруг трубовала 3. Жидкость стекает по лопаткам 9 турбины вниз и попадает в трубы, питающие форсунки 6. Трубы закреплены по конусной поверхности ротора, представляют собой расходящеюся спираль и на жидкость, находящуюся внутри труб, действует центробежная сила, которая тем больше, чем быстрей вращается ротор турбины. Столб жидкости в трубах, питающих форсунки 6, за счет центробежной силы создает давление в форсунках 13, которые своими потоками давят на лопатки турбины ротора 22 (вторая турбина), сообщая последним дополнительное ускорение. При достижении ротором турбины рабочей скорости вращения расход жидкости через трубы, питающие форсунки 6 (за счет увеличения скорости движения жидкости), станет больше, чем подача жидкости в гидравлический коллектор 8, что приведет к возникновению эффекта сифона внутри гидравлического коллектора и увеличению КПД первой турбины. Жидкость, пройдя по лопаткам турбины ротора 22, центробежной силой отбрасывает на стенки верхнего корпуса 2. По стенкам верхнего корпуса 2 рабочая жидкость стекает вниз во внутреннюю полость нижнего корпуса 1, после чего утилизируется через штуцер отвода жидкости 15.The working fluid is supplied under pressure into the tubing 3, passing through a copper pipe with a helical thread 4, the liquid enters the internal cavity of the slotted nozzle 7. Passing through the slots of the slotted nozzle 7, the fluid flow rate increases due to the difference in the cross section of the copper pipe with helicoid cutting 4 and the total cross section of the nozzle slots. Helical-cut copper pipe 4 pipe 3 significantly reduces friction losses. The fluid flow from the slotted nozzle 7 hits the blades 9 of the hydraulic manifold turbine (the first turbine), causing the hydraulic manifold 8 to rotate around the pipe 3. The liquid flows down the blades 9 of the turbine and flows into the pipes feeding the nozzles 6. The pipes are fixed along the conical surface of the rotor, They are a diverging spiral and a centrifugal force acts on the liquid inside the pipes, which is the greater, the faster the turbine rotor rotates. The column of liquid in the pipes supplying the nozzles 6, due to centrifugal force, creates pressure in the nozzles 13, which with their flows press on the blades of the turbine of the rotor 22 (second turbine), giving the latter additional acceleration. When the turbine rotor reaches the working rotation speed, the fluid flow through the pipes supplying the nozzles 6 (due to an increase in the fluid velocity) will become larger than the fluid supply to the hydraulic manifold 8, which will lead to the appearance of a siphon inside the hydraulic manifold and increase the efficiency of the first turbine. The fluid, passing through the blades of the turbine of the rotor 22, is thrown by centrifugal force onto the walls of the upper housing 2. On the walls of the upper housing 2, the working fluid flows down into the inner cavity of the lower housing 1, after which it is disposed of through the fluid outlet 15.

Claims (1)

Реактивная гидротурбина, характеризующаяся тем, что состоит из нижнего корпуса, соединенного с верхним корпусом, трубовала, закрепленного на нижнем корпусе, причем внутри трубовала запрессована медная труба с геликоидной нарезкой, развальцованная по его торцам, в верхней части трубовала неподвижно закреплена щелевая форсунка, выполненная в форме цилиндра с прямоугольными щелями в верхней части боковой поверхности цилиндра, гидравлического коллектора, выполненного в виде герметичной камеры с лопатками первой турбины, при этом форсунки и лопатки турбины ротора образуют вторую турбину, а гидравлический коллектор с валом отбора мощности, вал, конусная поверхность ротора, трубы, питающие форсунки, вторая турбина образуют ротор турбины, причем трубы, предназначенные для подвода рабочей жидкости к форсункам второй турбины, выполнены с геликоидной нарезкой и закреплены на конусной поверхности ротора по ходу вращения ротора турбины, форсунки второй турбины закреплены с возможностью вращения вместе с ротором турбины.A jet turbine, characterized in that it consists of a lower case connected to the upper case, was piped, mounted on the lower case, and a copper pipe with a helical thread was pressed inside, flared along its ends, the slotted nozzle made in the upper part was fixedly fixed, made in the shape of a cylinder with rectangular slots in the upper part of the lateral surface of the cylinder, a hydraulic manifold made in the form of a sealed chamber with the blades of the first turbine, while the nozzle and the blades of the rotor turbine form the second turbine, and the hydraulic manifold with the power take-off shaft, the shaft, the conical surface of the rotor, the pipes supplying the nozzles, the second turbine form the turbine rotor, and the pipes intended for supplying the working fluid to the nozzles of the second turbine are made with helical cutting and mounted on the conical surface of the rotor along the rotation of the turbine rotor, the nozzles of the second turbine are rotatably fixed together with the turbine rotor.
RU2016101030A 2016-01-14 2016-01-14 Reactive hydroturbine RU2622685C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101030A RU2622685C1 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Reactive hydroturbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101030A RU2622685C1 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Reactive hydroturbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622685C1 true RU2622685C1 (en) 2017-06-19

Family

ID=59068490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016101030A RU2622685C1 (en) 2016-01-14 2016-01-14 Reactive hydroturbine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622685C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185646U1 (en) * 2018-03-12 2018-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) WATER ELECTRIC GENERATOR

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004836C1 (en) * 1991-03-05 1993-12-15 Tabatadze Irodion I Reaction turbine
US6559554B2 (en) * 1999-03-10 2003-05-06 Wader, Llc Hydrocratic generator
RU2347935C2 (en) * 2006-12-05 2009-02-27 Олег Юрьевич Безруков In-channel river plant
RU2455521C2 (en) * 2010-06-07 2012-07-10 Дмитрий Кузьмич Казаченко Kazachenko hydraulic hpp unit, guide vanes, impeller, wheel seal, and flow regulator
GB2491192A (en) * 2011-05-27 2012-11-28 Univ Lancaster A machine for aerating water and generating power

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004836C1 (en) * 1991-03-05 1993-12-15 Tabatadze Irodion I Reaction turbine
US6559554B2 (en) * 1999-03-10 2003-05-06 Wader, Llc Hydrocratic generator
RU2347935C2 (en) * 2006-12-05 2009-02-27 Олег Юрьевич Безруков In-channel river plant
RU2455521C2 (en) * 2010-06-07 2012-07-10 Дмитрий Кузьмич Казаченко Kazachenko hydraulic hpp unit, guide vanes, impeller, wheel seal, and flow regulator
GB2491192A (en) * 2011-05-27 2012-11-28 Univ Lancaster A machine for aerating water and generating power

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185646U1 (en) * 2018-03-12 2018-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) WATER ELECTRIC GENERATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112013025809B1 (en) DEVICE FOR CLEANING A GAS
RU2013136499A (en) METHOD FOR PRODUCING MECHANICAL ENERGY, SINGLE-THREAD AND TWO-THREAD REACTIVE TURBINES AND TURBOREACTIVE PLANT FOR ITS IMPLEMENTATION
US4641498A (en) Geothermal turbine
EP2882938B1 (en) Turbine assembly
CA2766338A1 (en) Bladed reactor for the pyrolysis of hydrocarbons
JP2016535205A (en) Structure of an axial-flow multistage turbine.
RU2622685C1 (en) Reactive hydroturbine
RU2511967C1 (en) Turbo-pump unit, and cold, hot and industrial water pumping method
CN107664084A (en) The tangential wheel of spiral linear nozzle
CN112049748A (en) Water turbine and hydroelectric generator
CN111828227A (en) Horizontal hydraulic turbine set with additional filter component
CN108331695B (en) A kind of hydroturbine
CN109029068A (en) A kind of emitter barrel cooling jacket based on spiral shape turbulence blades
WO2014122612A2 (en) Turbine
CN204754899U (en) Novel water conservancy slot shower nozzle
US1530569A (en) Hydraulic pump
RU2499914C1 (en) Vertical radial-flow pump
US1803673A (en) Hydraulic turbine
KR101388216B1 (en) Reaction type turbine
SU1126390A1 (en) Coolant feeding device
RU2603882C1 (en) Distributor of microhydropower plant
WO2020037644A1 (en) Semi-open type flow guide boosting impeller
RU2511974C1 (en) Pump assembly of turbo-pump unit, and automatic axial rotor unloading mechanism of turbo-pump unit
WO2014102552A1 (en) Method for imparting motion to an impeller and water turbine impeller
RU179502U1 (en) WIND ENGINE

Legal Events

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

Effective date: 20180115