трубчатое рабочее колесо

Формула изобретения

Трубчатое рабочее колесо, включающее закрытый дном отрезок трубы, в стенках которого выполнены продольные щели, над которыми установлены гидродинамические козырьки-лопасти для направления выходящего из щелей напорного потока по касательной к окружности трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкции реактивных рабочих колес гидроэнергетических установок.

Известно, что крутящий момент, создаваемый рабочими гидроколесами существующих конструкций, зависит от диаметров рабочих колес, а для эффективной работы таких колес требуется сооружение турбинных шахт и применение направляющих аппаратов.

Вместе с тем, в некоторых сложных горных условиях сооружение турбинных шахт для установки габаритных рабочих колес и направляющих аппаратов не представляется возможным.

Из уровня техники известно принятое в качестве ближайшего аналога трубчатое рабочее колесо с закрытым дном и тангенциальными выходами напорного потока (см. ЕР 0521837 А1, 07.01.1993, F03B 3/08). Недостатком данного трубчатого рабочего колеса является сложность конструкции.

Задача изобретения - разработать конструкцию реактивного рабочего колеса особо малого диаметра, способного производить значительный крутящий момент и мощность, работая без турбинной шахты и направляющего аппарата.

Требуемый технический результат достигается в трубчатом рабочем колесе, включающем закрытый дном отрезок трубы, в стенках которого выполнены продольные щели, над которыми установлены гидродинамические козырьки - лопасти для направления выходящего из щелей напорного потока по касательной к окружности трубы.

Производимый крутящий момент и мощность рабочего колеса предложенной конструкции будут зависеть не только от диаметра трубы, но и от ее длины и соответственно длины рабочих щелей. В тех случаях, когда стесненные условия не позволяют применить трубу большого диаметра, увеличение мощности гидроагрегата достигается путем увеличения длины трубы рабочего колеса и выполненных в ней щелей.

Длина трубчатого рабочего колеса может в несколько раз превосходить его диаметр.

На фиг.1 схематично изображено трубчатое рабочее колесо предложенной конструкции. На фиг.2 показано сечение по А-А.

Трубчатое рабочее колесо включает опирающийся на вал 1 посредством дна 2 отрезок трубы 3, в которую вставлен конец подводящей напорный поток трубы 4. Труба 4 над рабочим колесом может находиться в подвешенном положении.

В стенках трубы 3 рабочего колеса выполнено несколько продольных напорных щелей 5, над которыми на всю длину установлены гидродинамические козырьки - лопасти 6, направляющие выходящий из щелей напорный поток по касательной к окружности трубы 3.

Вместо напорных щелей 5 в стенках трубы 3 могут выполняться продольные ряды отверстий.

Стрелками показано направление движения напорного потока и направление вращения рабочего колеса.

В процессе работы трубчатое рабочее колесо может поддерживаться установленными на валу 1 упорным и радиальными подшипниками и установленными в верхнем поясе трубы 3 центрирующими роликами.

Предложенная принципиальная конструкция позволяет изготавливать рабочие колеса особо малого диаметра, которые за счет увеличенной длины будут вырабатывать значительную единичную мощность и найдут применение при возведении в горной местности высоконапорных гидроэлектрических станций, где сооружение турбинных шахт невозможно.