Гидроагрегат “Қуат”

(51) 03 7/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ котором достигается концентрация силы тяжести воды и силы притяжения земли в девяти коробах одновременно, создавая единую вращательную силу в рабочей зоне,в результате которого,увеличивается силы крутящего момента и КПД, в последствии увеличивается мощность изобретения. Гидроагрегат /уат состоящий из рабочего колеса,отличающийся тем, что наливное водяное колесо дополнительно снабжено рамой, на которой установлен неподвижный обтекатель по длине рабочей зоны колеса, вертикальные стойки и горизонтальные балки для крепления вала, ребра жесткости, подающий трубопровод и лоток для выхода воды.(76) Аумадиев Агламбек Асылгазинович Аумадиев Дархан Агламбекович(57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для производства энергии. Задача, решаемая изобретением заключается в повышении мощности вырабатываемой энергии. Технический результат от использования изобретения состоит в усовершенствование конструкции наливного водяного колеса, при Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для производства энергии. Известны ковшовые гидротурбины, которые за рубежом называют турбинами Пельтона. Рабочее колесо ковшовой гидротурбины состоит из обода,снабжнного по периферии ковшами, отлитыми совместно с ободом, либо прикрепленным к нему сваркой или болтами. Ковш состоит из двух симметрично расположенных полусферических чаш, разделнных ножом. Колесо заключено в кожух и вращается на одном валу с ротором генератора, имея либо вертикальную, либо горизонтальную ось. Вода к турбине подводится из верхнего бьефа турбинными водоводами,заканчивающимися одним или несколькими соплами - сужающимися насадками. Струя,выходящая из сопла, ударяет в нож ковша,разделяется на две части и отбрасывается в противоположном направлении, передавая свою энергию ковшу, который движется, вращая колесо(см. Учебное пособие для студентов ВУЗов Введение в специальность Гидроэлектроэнергетика, авт. П.С. Непорожний,В.И. Обрезков, М. Энергоиздат, 1982 г., с.116-117). Недостатком данных ковшовых гидротурбин являются большие финансовые и материальные затраты. Кроме этого, ковшовые гидротурбины работают исключительно под большим напором. Наиболее близкой, по своей технической сущности, является наливное водяное колесо - это совершенное механическое устройство для преобразования энергии падающей воды в энергию вращательного движения с тем, чтобы на оси колеса можно было совершать работу. При подъме воды на некоторый уровень в ней запасается соответствующая этому уровню потенциальная энергия, поэтому падающая вода может совершать работу. Коэффициент полезного действия современных наливных колес доходит до 85 (или чуть больше) (см. Свободная энциклопедия Википедия,ссылка//Водяное колесо. Последние изменения 2334, 24.11.2012 г.). Недостатком данного колеса является низкий коэффициент полезного действия и низкая сила крутящего момента, что ведт к недостаточной мощности вырабатываемой энергии. Задача, решаемая изобретением заключается в повышении мощности вырабатываемой энергии. Технический результат от использования изобретения состоит в усовершенствовании конструкции наливного водяного колеса, при котором достигается концентрация силы тяжести воды и силы притяжения земли в девяти коробах одновременно, создавая единую вращательную силу в рабочей зоне,в результате которого,увеличивается силы крутящего момента и КПД, в последствии увеличивается мощность изобретения. Сущность данного изобретения заключается в следующем. Предложен Гидроагрегат /уат состоящий из рабочего колеса, отличающийся тем,что наливное водяное колесо дополнительно снабжено рамой,на которой установлен неподвижный обтекатель по длине рабочей зоны колеса, вертикальные стойки и горизонтальные балки для крепления вала, ребра жесткости,подающий трубопровод и лоток для выхода воды. Изобретение поясняется чертежом. На фиг.1 предоставлены а-общий вид Гидроагрегата /уат сечение А-А, сечение Б-Б, сечение В-В общего вида сечение Д-Д - фрагмент рабочей зоны колеса. На фиг.2 представлены а - рабочая зона наливного водяного колеса, б - рабочая зона Гидроагрегата /уат, в - максимальная рабочая зона для расчета . Гидроагрегат /уат состоит из колеса 1(горизонтальный вал 2, спицы 3, обод 4, днище обода 5, перегородка 6), рамы 8, ребра жсткости 9,неподвижного обтекателя 10,усилительных крепежей от неподвижного обтекателя 11,вертикальной стойки вала 12, горизонтальной балки вала 13, подающего трубопровода 14 и лотка 15 для выхода воды. Обод 4, днище обода 5 и перегородка 6 образуют короб 7. Коробов на колесе 24 шт. Гидроагрегат /уат работает следующим образом. Поток воды поступает сверху из подающего тоубопоовола 14 на колесо 1. Наполненный водой короб 7, при воздействии силы тяжести и притяжении земли, движется вниз, не касаясь плоскости неподвижного обтекателя 10, при этом вращая колесо 1, передавая вращательную силу через спицы 3 на горизонтальный вал 2, тем самым, совершая работу. Короб 7 входит в зону неподвижного обтекателя 10 (рабочую зону). В этой зоне неподвижный обтекатель 10 выполняет функцию крышки коробов. При этом, неподвижный обтекатель 10 сохраняет целостность объма воды в коробах и обеспечивает равномерную, постоянную и бесперебойную передачу вращательной силы на вал 2. Здесь можно отметить особенность изобретения. На вал 2, одновременно, передается вращательная сила от девяти коробов, в результате увеличивая силу крутящего момента, в последствии повышая мощность. При выходе из рабочей зоны,крышка короба 7 открывается, и вода выливается из него в лоток для выхода воды 15 и вытекает. В таблице приведн сравнительный расчет показателей м. Кр (сила крутящего момента),Примечание Работает исключительно под большим напором Работает без напора- нагрузка 10 кг на одну точку, условно. Для прототипа м.кр(110 кг 1,9 м)(110 кг 2,4 м)(110 кг 2,85)(110 кг 2,95 м)(110 кг 3,0)131 кг Для Гидроагрегата /уат м.кр.1(210 кг 1,9 м)(210 кг 2,4 м)(210 кг 2,85 м)(210 кг 2,95 м)(110 кг 3,0 м)232 кг Находим отношение сил крутящего момента.- нагрузка 10 кг на каждую точку, условно- точек на колесе 24 шт.- - плотность массы воды рассчитывается следующим образом-- расход воды соответствует 5-ти оборотам за минуту- теоретическая мощность водяного колеса ,пропорционально расходуи скорости оборотов 2-1-2- рабочая зона между углом 10 - 0- увеличенная рабочая зона 275 - верхний угол(2- - 2)- ускорение свободного падения Для прототипа(2-12)20 кг/с 9,81 н/кг 3 м(2-0-75)588,6 В 0,7412436,27 В 436 В Для Гидроагрегата /уат(2-(-60)-75)588,6 Вт 1,2412 730,57 В 731 В 1 Находим отношение мощностей 1,68. Мощность Гидроагрегата /уат 1,68 раз (на 40) превышает мощность прототипа. 2.Определяем КПД (коэффициент полезного действия). Максимальная рабочая зона 6 м. Максимальная мощность ( ) находится по формуле 20 кг/с 9,81 н/кг 6 м 1177,25 В 1177 В Для прототипаКПД 37 621177 Вт 1 Определяем отношение КПД. КПД 1,68 . КПД КПД Гидроагрегата /уат 1,68 раз (на 25) превышает КПД прототипа. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гидроагрегат /уат состоящий из рабочего колеса, отличающийся тем, что наливное водяное колесо дополнительно снабжено рамой, на которой установлен неподвижный обтекатель по длине рабочей зоны колеса, вертикальные стойки и горизонтальные балки для крепления вала, ребра жсткости, подающий трубопровод и лоток для выхода воды.