Гидроагрегат Лавра Девятова Советский патент 1992 года по МПК F03B13/08 

Изобретение относится к гидроэнергетике.

Целью изобретения является увеличение мощности гидроагрегата.

На фиг. 1 показана схема размещения подводящего водовода, разделяющегося направляющим водоводом на два потока к энергетическим частям гидроагрегатов Лавра Девятова, а также размещение гидросооружений в русле реки; на фиг. 2 - гидроагрегат (без внешней стенки кольцевой турбинной камеры) с направляющим участком, подводящего водовода, участок размещения в дне кольцевой турбинной камеры отводящего отверстия (на дуге угла а), отво- .дящий водовод (на дуге угла / показан участок между отводящим отверстием и направляющим участком подводящего водовода), вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - гидроагрегат, вид в аксонометрии.

Гидроагрегат Лавра Девятова содержит подводящий водовод 1. выполненный наклонным, постепенно сужающимся с бето- нированными стенками и дном, переходящий в направляющий участок 2. Будучи ускоренным до 5-15 м/с, водный поток переходит на энергетическую часть гидроагрегатов Лавра Девятова, каждый из которых состоит из кольцевой турбинной камеры 3, к которой по касательной к окружности жестко присоединен подводящий

vj э

00

ел

fO

э

водовод 1 через горизонтальный направляющий участок 2. Внутри кольцевой турбинной камеры 3 размещена горизонтальная турбина 4, состоящая из криволинейных лопастей 5, жестко скрепленных в верхней внешней части узким наружным ободом с находящейся на ней зубчатой рейкой, по которой на вал 7 отбора мощности передается вращательное движение с помощью шестерней 8, вращающих роторы электрогенераторов 9 с мощными маховиками 10.

Для обеспечения работы гидроагрегата Лавра Девятова осуществляется подъем уровня воды на 3-5 м с использованием русла реки для судоходства, рыбопропуска и ледо-водосброс. На фиг. 1 изображены шлюзовые ворота 11, судоходный канал 12. канал 13 водоледосброса и рыбопропуска 14. Кольцевая турбинная камера 3 имеет отводящее отверстие 15, переходящее в наклонный бетонированный расширяющийся по потоку отводящий водовод 16. Устройство горизонтальной турбины 4 характеризуется тем, что в ее конструкцию входит один внутренний обод 17 в виде сплошной стенки, ; которой жестко присоединены лопасти 5.

Для центрации и устойчивой работы турбины 4 между наружным узким ободом с зубчатой рейкой 7 размещены дополнительные подшипники 18, ограничивающие гори- зонтальный и вертикальный люфты, опорные подшипники 19 ставятся под раму 20 турбины 4, если рама 20 применяется. В большерадиусных турбинах рама 20 отсутствует. Для уменьшения сопротивления тур- бины 4 в нижней части ее к ободу 17 крепится кольцевой понтон 21, а с противоположной стороны к нижней части лопастей б жестко крепится кольцевой понтон 22.

Гидроагрегат применяют следующим образом.

Поднятый на высоту примерно 3-5 м водный поток ускоряется на подводящем бодоводе 1, выполненном наклонно, постепенно сужающимся с бетонированными стенками и дном и переходящим на горизонтальный направляющий участок 2, имея скорость 5-15 м/с: При этом движущей силой воды на лопасти турбины является скоростной напор Не, который характеризуется формулой Нс V2/2g, где V - скорость потока; g - ускорение свободного падения - 9,81 м/с . Учитывая, что предложенная конструкция кольцевой турбинной камеры 3 использует кинетическую силу инерции водного потока с подводящего водовода 1 от отводящего отверстия 15, на протяжении не менее 300° окружности кольцевой турбинной камеры 3 или 5/6 дуги ее окружности, то это позволяет в каждую секунду использовать скоростной напор движущейся водной массы, превышающей величину Q, мощность N предложенного гидроагрегата

Лавра Девятова определяется формулой

N KQHcg 7,

где К - количество величин Q, находящихся на рабочей части кольцевой турбинной камеры 4; Г - КПД.

Формула изобретения

1.Гидроагрегат, содержащий гидравлическую турбину, связанную с валом электрогенератора посредством зубчато-реечной передачи и установленную на опорном подшипнике, и подводящий водовод, при этом лопасти турбины выполнены криволинейными и закреплены между внутренним и наружным ободами, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, гидроагрегат снабжен кольцевой турбинной камерой, выполненной в виде открытого сверху бетонированного желоба, двумя кольцевыми понтонами, дополнительными генераторами, маховиками, отводящим водоводом и дополнительными подшипниками, при этом .турбина, расположена горизонтально, размещена на понтонах внутри турбинной камеры, дополнительные подшипники размещены между наружным

ободом и стенками турбинной камеры, лопасти турбины в нижней части закреплены на понтонах, зубчатая рейка выполнена на верхней части внешнего обода, генераторы размещены симметрично оси вращения

турбины с внешней стороны обода, на их валах установлены маховики, подводящий водовод выполнен наклонным, сужающимся по потоку и подсоединен к турбинной камере по касательной, в дне желоба на

расстоянии, превышающем 5/6 дуги окружности от места подсоединения подводящего водовода, выполнено отводящее отверстие, расположенное на расстоянии 1/9 дуги окружности, а отводящий водовод подсоединен к отверстию и выполнен расширяющимся по потоку.

2.Гидроагрегат по п. 1,отличающий- с я тем, что понтоны выполнены из пластмассы.

Использование: в гидроэнергетике. Сущность изобретения: гидравлическая турбина связана с валом электрогенератора зубчато-реечной передачей и установлена на опорном подшипнике. Лопасти турбины выполнены криволинейными и закреплены между внутренним и наружным ободами. Кольцевая турбинная камера выполнена в виде открытого сверху бетонированного жег лоба. Турбина расположена горизонтально и размещена на понтонах внутри турбинной камеры. Подшипники размещены между наружным ободом и стенками камеры. Лопасти в нижней части закреплены на понтонах. Зубчатая рейка выполнена на верхней части внешнего обода. Генераторы размещены симметрично оси вращения турбины с внешней стороны обода, на их валах установлены маховики. Подводящий водовод выполнен наклонным, сужающимся по потоку и подсоединен к камере по касательной. В дне желоба на расстоянии, превышающем 5/6 дуги окружности от места подсоединения подводящего водовода, выполнено отводящее отверстие, расположенное на расстоянии 1 /9 дуги окружности. Отводящий водовол подсоединен к отверстию и выполнен расширяющимся по потоку. Понтоны выполнены из пластмассы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С