CS262616B1

CS262616B1 - ) Radial-axial two-stage water turbine

Info

Publication number: CS262616B1
Application number: CS86281A
Authority: CS
Inventors: Zoltan Prof Ing Csc Hosszurety
Original assignee: Zoltan Prof Ing Csc Hosszurety
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS28186A1

Abstract

Radiálna axiálna dvojstupňová vodná turbína ako konStrukčne jeden pevne spojený oelok, je vytvořená z dvoch stupňov premeny energie, prvý je radiálny stupeň, z ktorého voda prúdi cez bezlopatkové prevádzacie koleso do axiálneho stupňa, oproti známým typom radiálnyoh alebo axiálnych turbin je výhodnéjšie preto, že premena hydraulickéj energie na mechanická prácu z jedného lopatkového priestoru sa rozloží do troch priestorov, do dvoch lopatkových a jedného bez lopatkového priestoru prevádzacej časti. Tým sa dosiahne, že v každom z týchto priestorov je možné uvažovat namiesto trojrozměrného prúdenia len s dvojrozměrným. Umožňuje to podstatné zjednodušit tvar lopatiek, nemusia sa použit zložité zbortěné lopatky, vystačia lopatky ohnuté z rovných plechov. Celková konštrukoia a technológia výroby sa zjednoduší natolko, že <výrobu je možné zabezpečit aj v menších na výrobu vodných turbín nešpecializovaných závodoch a dielňach. Radiálno axiálnu turbínu po náležitej úpravě parametrov lopatiek a kanálov je možné použit v kinematicky obrátenom převedení ako axiálno radiálnu turbínu, ktorá vykazuje iné hydraulické vlastnosti.Radial axial two-stage water turbine as structurally one rigidly connected oelok, is made of two stages of energy conversion, the first is the radial stage, from which water flows through the bladeless transfer wheel to the axial stage, compared to known types of radial or axial turbines, it is more advantageous because the conversion of hydraulic energy into mechanical work from one blade space is divided into three spaces, two bladed and one bladeless space transfer part. The team achieves that in each of these spaces it is possible to consider only two-dimensional flow instead of three-dimensional flow. It makes it possible to significantly simplify the shape of the vanes, there is no need to use complex collapsed vanes, vanes bent from straight sheets are sufficient. The overall construction and production technology will be simplified to such an extent that <production can be ensured even in smaller plants and workshops not specialized in the production of water turbines. A radial-axial turbine, after appropriate adjustment of the parameters of the blades and channels, can be used in a kinematically reversed version as an axial-radial turbine, which exhibits different hydraulic properties.

Description

262616 2262616 2

Vynález sa týká radiálno axiálnej dvojstupňovej vodnej turbíny a rieši problém zjednodu- .šenia konštrukcie a následné technologie výroby vysokotlakých vodných turbín vytvořením nové-ho typu vodnej turbíny na základe nového principu hydraulického rieženia oběžného kolesa. Vyná-lez zapadá do odboru energetického strojárstva a do odboru hydroenergetiky.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a radially axial two-stage water turbine and solves the problem of simplifying the design and subsequent technology of producing high pressure water turbines by creating a new type of water turbine based on the new principle of hydraulic impeller. The invention fits into the Department of Energy Engineering and the Department of Hydro Power Engineering.

Je známe riešenie Prancisovej a Peltonovej turbíny vhodných pre vysokotlaké vodné diela.Tieto sú konštrukčne zložité, výrobně nákladné, preto pre mikro a malé vodné elektrárně nepři-jatelné drahé. Odstředivé čerpadlá v turbínovej prevádzke pri Q < 0,1 m^s-·*· a H 50 m súnevhodné pre nepřijatelné nízku celková účinnost.It is known to design a Prancis and Pelton turbine suitable for high pressure water works. These are structurally complex, expensive to manufacture and therefore unacceptable for micro and small hydropower plants. Centrifugal pumps in turbine operation at Q < 0.1 m < 2 > and < RTI ID = 0.0 > 50 m < / RTI >

Uvedené nevýhody sú odstránené radiálno axiálnou dvojstupňovou vodnou turbinou, ktorejpodstata spočívá v tom, že prvý radiálny stupeň je pevne spojený bezlopatkovou prevádzacoučastou s druhým axiálnym stupňom.These disadvantages are eliminated by the radially axial two-stage water turbine, the principle being that the first radial stage is rigidly connected to the bladeless actuator with the second axial stage.

VySSí účinok z použitia tohto typu je vo zvýšeni intenzity využívania vysokotlakýchmalých a mikro zdrojov vodnej energie dosiahnutej tým, že sa umožní vybavit tieto diela novýmtypom lacnej turbíny vyhotovitelnej aj amatérsky. Jednoduchá a lačná technológia výroby,je ddsledok zjednodušenia procesu premeny energie vody na mechanickú prácu v priestorochoběžného kolesa tak, že sa táto premena rozloží z obvyklého jedného lopatkového priestoru dodvoch lopatkových priestorov a jedného medzi týmito sa nacházajúceho bezlopatkového priestoruprevádzacej časti, čím sa podstatné zjednoduší prúdenie v lopatkových priestoroch, čo umožnízjednodušit tvar kanálov a následné technolčgiu ich tvarovania, pripevňovania k véncu alebok nábojů a výroby celého oběžného kolesa.The greater effect of this type of use is in increasing the use of high-pressure small and micro-sources of hydropower by making it possible to equip these works with a new type of cheap amateur turbine. A simple and fast-paced production technology is the result of simplifying the process of converting water energy into mechanical work in a space-running wheel by distributing it from a conventional one vane space of the vanes and one between these bladeless space conveying parts, thereby substantially streamlining the flow. the paddle spaces, which will make it easier to shape the channels and then technically shape them, attaching them to the rim of the hubs and making the entire impeller.

Na priloženom výkrese je v řeze znázorněný tvar kanálu a lopatiek oběžného kolesa predmet-nej turbiny, kde obr. 1 je meridiálny rez oběžným kolom, obr. 2 je válcový rez lopatkamiprvého radiálneho stupňa, obr. 3 je rez lopatkami druhého axiálneho stupňa.FIG. 1 is a cross-sectional view of the impeller; FIG. 2 is a cylindrical section of the first radial step; FIG. 3 is a cross-sectional view of the second axial step.

Hlavnými časťami oběžného kolesa v konkrétnom převedení zobrazeného na obr. 1 až 3 jeprvý radiálny stupeň 10 pevne spojený bezlopatkovou prevádzacou častou 20 s druhým axiálnymstupňom 30. Bezlopatková prevádzacia část 20 slúži na převod vody z prvého radiálneho stupňa10 do druhého axiálneho stupňa 30. Prvý radiálny stupeň 10 pozostáva z náboja 11, z lopatiek12 připojených nerozoberatelným spojom k nábojů 11 alebo k vencu 13. Bezlopatková prevádzaciačást 20 je vytvořená nábojom 21, ktorý může byt samostatnou konštrukčnou častou připojenouk nábojů 11 prvého radiálneho stupňa 10 rozoberatelným spojom alebo může byť vyhotovený,ako je to aj v tomto konkrétnom případe, ako jedna súvislá konštrukčná část, teda spoločnýnáboj prvého1radiálneho stupňa 20, bezlopatkovej prevádzacej časti 20 a druhého axiálnehostupňa 30. Obdobné je to s vencom 22 bezlopatkovej prevádzacej časti 20. Druhý axiálny stupeň30 je vytvořený vencom 31, lopatkami 32 a nábojom 33. Lopatky 32 druhého axiálneho stupňa30 sú obdobné ako lopatky 12 prvého radiálneho stupňa 10 připojené pevným spojom, napříkladprivarené k vencu 31 alebo k nábojů 33 alebo k obidvom, ako je to v popísanom konkrétnompřevedení. Ke3 lopatky 12> prvého radiálneho stupňa 10 sú privarené len k nábojů 11 alebolen k vencu 13 a obdobné lopatky 32 druhého axiálneho stupňa 30 len k nábojů 33 alebo lenk vencu 31, oběžné koleso ako celok je spojené rozoberatelne. Radiálno axiálna dvojstupňovávodná turbína po náležitej úpravě parametrov lopatiek a kanálov, může byť použitá v kinematic-ky obrátenom převedení ako axiálna radiálna turbína s odlišnými hydraulickými vlastnostami.The main parts of the impeller in the particular embodiment shown in Figures 1-3 are the first radial step 10 rigidly connected by a bladeless transfer portion 20 to a second axial step 30. The bladeless transfer portion 20 serves to transfer water from the first radial step 10 to the second axial degree 30. First radial stage 10 consists of a hub 11, of paddles 12 connected by a non-detachable connection to hubs 11 or to rim 13. The bladeless operating portion 20 is formed by a hub 21 which can be a separate structural portion of the hubs 11 of the first radial stage 10 or a removable joint. also in this particular case, as one continuous structural part, i.e. the common first-radial stage 20, the bladeless transfer part 20 and the second axial step 30. The same is the case 22 of the bladeless transfer part 20. The second axial stage 30 The blades 32 of the second axial stage 30 are similar to the blades 12 of the first radial stage 10 connected by a fixed connection, for example welded to the rim 31 or to the hubs 33 or both, as described in the particular embodiment. When the blades 12> of the first radial stage 10 are welded only to the hubs 11 and not to the rim 13 and the like blades 32 of the second axial stage 30 only to the hubs 33 or rim 31, the impeller as a whole is connected detachably. The radially axial two-stage turbine, after proper adjustment of the vane and channel parameters, can be used in the cinematic reverse conversion as an axial radial turbine with different hydraulic properties.

Pri radiálno axiálnom převedení voda vstupuje do oběžného kolesa na vonkajšej straně prvéhoradiálneho stupňa 10 a změnou velkosti a směru rýchlosti prúdenia vyvolává silový účinokna lopatky 12 prvého radiálneho stupňa 10. Potom vystupuje na vnútornej straně z prvého radiál-neho stupňa 10 a vstupuje do bezlopatkovej prevádzacej časti 20, z ktorej po zmene směruprúdenia z radiálneho na axiálny vstupuje do druhého axiálneho stupňa 30. V tomto taktiežzměnou směru a velkosti rýchlosti prúdenia vody tak ako v prvom radiálnom stupni 10 odovzdávasvoju energiu lopatkám 32 druhého axiálneho stupňa 30 a potom opustí oběžné koleso.At radially axial displacement, the water enters the impeller on the outside of the first radial stage 10 and, by varying the size and direction of the flow velocity, causes the vane force 12 of the first radial stage 10. It then exits on the inner side of the first radial stage 10 and enters the bladeless transfer section 20, from which, after changing the direction of flow from radial to axial, it enters the second axial stage 30. In this also the direction and magnitude of the water flow rate as in the first radial stage 10 passes the energy to the blades 32 of the second axial stage 30 and then exits the impeller.

Radiálno axiálna dvojstupňová vodná turbína mdže byt pre svoju jednoduchá konštrukciu a technolčgiu výroby výhodné využitá pre malé a mikro vodné elektrárně. M6že byť vyhotovenáThe radially axial two-stage water turbine can be used for small and micro water power plants due to its simple construction and production technology. It can be made

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A radial-axial two-stage water turbine provided with a first radial stage and a second axial stage consisting of a ring, hub and blades, characterized in that the first radial stage (10) is rigidly connected by a bladeless operating portion (20) to the second axial stage (30) .