ОПИСАНИЕ

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно может быть использовано для преобразования кинетической энергии воды в механическое вращательное движение с последующей выработкой электрической энергии.

Известная радиально-осевая турбина Фрэнсиса (Развитие теплоэнергетики и гидроэнергетики. Книга 3 "Гидротурбины и Обратимые гидромашины. Энергитика 2013 С. Плачков).

На таких гидротурбинах поток воды входит в рабочее колесо в радиальном направлении, а выходит из него в осевом.

Недостатком указанной гидротурбины является то, что контакт воды с лопатками турбины для передачи потенциальной энергии проходит очень непродолжительный период времени, уменьшает КПД и значительно увеличивает расходы воды.

За счет изменения направления воды с радиальной на осевой значительно увеличивается нагрузка на направляющий аппарат, лопатки гидротурбины, и на весь агрегат в целом. Данная конструкция обязывает всю конструкцию изготавливать консольной, что значительно уменьшает устойчивость, увеличивает вибрацию, возможность разрушения агрегата вследствие высоких кавитационных составляющих и возникновения гидроударов.

Указанная конструкция является очень дорогой, материалоемкой и высокостоимостной в эксплуатации и ремонте.

Техническим результатом и задачей, предложенного технического решения является упрощение конструкции и упрощение изготовления, увеличение мощности и КПД гидротурбины, уменьшение расхода воды, что значительно увеличит использование гидроресурса рек, уменьшит расходы на производство электроэнергии и увеличит срок службы агрегата в целом.

Поставленная задача решается тем, что гидротурбина, которая включает в себя горизонтально расположеный ротор с лопастями, которые жестко прикреплены к крестовине ротора, при этом форма лопастей точно повторяет конфигурацию внутренней кольцевой камеры корпуса турбины. К боковой поверхности корпуса турбины с двух сторон жестко прикреплены два подающих патрубки напротив отверстий, а отсасывающая труба жестко прикреплена к внешней поверхности корпуса гидротурбины напротив отверстия в корпусе гидротурбины. В осевой корпуса гидротурбины напротив отверстия отсасывающей трубы выполнены продольные прорези с каналом подачи сжатого воздуха. Указанное устройство позволит упростить конструкцию и ее дальнейшую эксплуатацию, повысит мощность, надежность и КПД гидротурбины.

Вследствие уменьшения расхода воды значительно повысится эффективность использования гидроресурса рек и долговечность гидротурбины.

Значительно уменьшится материалоемкость себестоимость изготовления гидротурбины, ее монтаж, а вследствие этого значительно уменьшится себестоимость изготовления электрической энергии. Суть изобретения поясняется чертежами, где на:

Фиг. 1 показан общий вид гидротурбины в разрезе по А- А на фиг. 2.

Фиг. 2 - вид сбоку с частичным разрезом для наглядности процесса.

Фиг. 3 - вид снизу.

Гидротурбина состоит из сборного корпуса 1, ротора 2, с крестовиной 3, к которой жестко прикреплены лопасти 4. К боковой поверхности корпуса 1 у соответствующих отверстий с двух сторон жестко прикреплены два подающих патрубки 5, а к внешней поверхности корпуса 1 у соответствующего отверстия в радиальном направлении жестко прикреплена отсасывающая труба 6.

Вся конструкция сформирована на осевой корпуса гидротурбины 7 в котором вмонтированы подшипники 8 и элементы уплотнения 9, и сформированы каналы для подачи сжатого воздуха 10. Вся конструкция соединена элементами крепления (винтами) 11. Гидротурбина прикреплена к бетонному фундаменту 12 через кронштейны 13.

Гидротурбина работает следующим образом. Вода под давлением подается в гидротурбины через два боковых подающих патрубки 5.

Конструкция с двумя подающими патрубками выбрана из-за необходимости компенсации осевых усилий и более быстрого заполнения гидротурбины. При этом потенциальная энергия воды, которая передается на лопасти гидротурбины, выполнена так, что она точно повторяет конфигурацию внутренней кольцевой камеры, которая сформирована корпусом гидротурбины 1.

Для более полной герметизации можно использовать дополнительные уплотнители. При этом потенциальная энергия воды превращается в вращательное движение ротора 2. Далее лопатки 4 движутся под напором воды по кольцевой камере до отверстия в корпусе у отсасывающей трубы 6. Одновременно, в результате выброса воды, со значительным понижением давления в противоположной части, создается зона вакуума (кавитации) что делает невозможным полное опорожнение гидротурбины.

Для этого в осевой зоне устройства изготовлены продольные каналы 10 для подачи сжатого воздуха в зону разрежения.

После активного опорожнения лопатка переходит в зону подающих патрубков 5 и процесс повторяется снова.