Активная гидротурбина Ходанкова Н. А.

(51) 03 1/00 (2011.01) 03 15/20 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат изобретения - повышение к.п.д. гидравлической активной гидротурбины. Активная турбина, содержит подводящий трубопровод, отвод, сопло, рабочее колесо,насаженное на вал, с рабочими лопастями,выполненными в виде ковшей, расположенных по окружности диска, отвод дополнительно снабжен сужающе-расширяющим участком с регулирующей иглой, отношение площади критического сечения которого к площади выходного сечения сопла равно 0,30,6.(54) АКТИВНАЯ ГИДРОТУРБИНА ХОДАНКОВА Н. А.(57) Изобретение относится к гидротурбинамустройствам, преобразующим энергию движущейся воды в механическую энергию и может найти применение в гидроэлектроэнергетике. Изобретение относится к гидротурбинам устройствам преобразующим энергию движущейся воды в механическую энергию и может найти применение в гидроэлектроэнергетике. Известна конструкция гидротурбины,содержащая подводящий трубопровод, сопло с регулирующей иглой, рабочее колесо, насаженное на вал, с рабочими лопастями, выполненными в виде ковшей, которые расположены по окружности диска (Кривченко Г.И. Гидравлические машины Турбины и насосы. Учебник для вузов.- М.Энергия,1978-320 с., рис.231, с. 50). Недостатком этой конструкции является низкий коэффициент полезного действия, обусловленный нерациональным использованием энергии активной струи. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидротурбина, содержащая рабочее колесо,выполненное в виде диска, закрепленного на горизонтальном или вертикальном валу турбины с ковшеобразными лопастями, расположенными по окружности диска, подводящим трубопроводом с соплом на его конце и с регулирующей иглой, и снабжена дополнительным подводящим трубопроводом с гидроцилиндром с подпружиненным сифоном внутри, скрепленным с регулирующей иглой. (Предпатент(А) 13264 Гидротурбина от 15.08.2005, бюл.8). Основным недостатком известной гидротурбины является наличие гидравлического удара в подводящем тракте, что в конечном итоге не приводит к повышению к.п.д. гидротурбины в целом. Техническим результатом изобретения является повышение к.п.д. гидравлической активной турбины. Технический результат достигается тем, что активная гидротурбина, содержащая подводящий трубопровод, отвод, сопло, рабочее колесо,насаженное на вал, с рабочими лопастями,выполненными в виде ковшей, расположенных по окружности диска, при этом отвод снабжен сужающе-расширяющим участком с регулирующей иглой, отношение площади критического сечения которого к площади выходного сечения сопла равно 0,30,6. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре представлена конструкция активной гидротурбины, продольный разрез. Активная гидротурбина содержит подводящий трубопровод 1, отвод 2 с соплом 3, рабочее колесо 4,насаженное на вал 5, с рабочими лопастями,выполненными в виде ковшей 6, расположенными по окружности диска. Отвод 2 имеет сужающерасширяющий участок 7 с регулирующей иглой 8,отношение критического сечения площади 9,которого к площади выходного сечения 10 сопла 3 равно 0,30,6. Принцип действия активной гидротурбины следующий. Вода из верхнего бьефа подводится по подводящему трубопроводу 1 через отвод 2 к соплу 3, и далее струя воды, попадая на ковш 6,расположенный в конце диска, заставляет вращаться рабочее колесо 4, насаженное на вал 5. На ковшах 6 происходит преобразование кинетической энергии,заключенной в струе, в механическую. Ковши 6 равномерно расположены по окружности диска рабочего колеса 4 последовательно, один за другим,при его вращении, ковши 6 нагружаются максимальной силой от давления воды только тогда,когда они проходят через струю, а затем нагрузка снимается. При прохождении воды через сужающерасширяющий участок 7 с регулирующей иглой 8 отвода 2, в его критическом сечении 9 скорость потока воды возрастает, а давление падает. При падении давления воды в критическом сечении 9, то что давление, близкого к давлению насыщенных паров жидкости при данной температуре, в ней возникает кавитация. При этом возрастает режим периодически - срывной кавитации, при котором кавитационная полость образуется в критическим сечении 9, распространяется на расширяющуюся часть сужающее-расширяющегося участка 7 отвода 2, после чего диффузорная часть каверны отрывается и сносится по потоку в отвод 2, а на ее месте начинает расти новая каверна. Отрывающаяся часть каверны в зоне повышенного давления схлопывается, вызывая импульс давления воды в отводе 2 перед соплом 3, что в свою очередь приводит к импульсному режиму истечения воды из сопла 3. Таким образом,путем обеспечения высокоскоростного импульсного потока из сопла за счет выполнения в отводе 2 сужающерасширяющегося участка с регулирующей иглой 8,достигается повышенное давление струй воды на ковш 6, при этом наиболее оптимальный режим истечения импульсного потока воды, который обеспечивает максимальный к.п.д., наблюдается при отношении площади критического сечения сужающе-расширяющегося участка отвода к площади выходного сечения сопла, равном 0,30,6. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гидротурбина,содержащая подводящий трубопровод, сопло с регулирующей иглой, рабочее колесо, насаженное на вал, с рабочими лопастями в виде ковшей, расположенными по окружности диска, отличающаяся тем, что трубопровод имеет отвод с сужающе-расширяющимся участком с регулирующей иглой, отношение критического сечения которого к площади выходного сечения сопла равно 0,30,6.