Классические направляющие аппараты гидротурбин — это поворотные лопатки сложной формы, которые приходится изготавливать с высокой точностью и оснащать громоздкими механизмами поворота. В некоторых схемах регулировка и вовсе ручная, а угол поворота ограничен. Всё это усложняет конструкцию, повышает трудозатраты и снижает эксплуатационные возможности агрегата. К тому же при малой площади лопастей поток становится турбулентным, что ведёт к падению мощности и кавитации.

Изображение: ChatGPT

Направляющий аппарат в новой турбине выполнен в виде цилиндрического стального сегмента и двух боковых опорных пластин. Через них сегмент соединяется с осью ротора. Механизм поворота вынесен на наружную поверхность боковых пластин. Такая компоновка снижает усилия, необходимые для поворота: давление потока прикладывается не к оси, а к наружной поверхности сегмента.

Сам сегмент может иметь постоянную толщину — его обтекает вода только с одной стороны, поэтому толщина зависит лишь от механических нагрузок. Турбину изготавливают из углеродистой или коррозионностойкой стали.

Изображение: Патент RU 246 351 U1

Поток через всасывающую трубу попадает в корпус и направляется на лопатки ротора — причём вода воздействует на них дважды: на входе и на выходе. Затем она уходит через высасывающую трубу. Объём и направление потока регулирует направляющий аппарат: система управления поворачивает сегмент на оси, обеспечивая плавную и точную подстройку. За счёт этого формируется оптимально организованный с точки зрения энергетики поток.

Заявленный результат — плавное регулирование мощности и снижение механических потерь благодаря малым усилиям на поворот аппарата. Конструкция проще аналогов, а технология изготовления — менее трудоёмкая. Формула включает два пункта: саму турбину и вариант с сегментом постоянной толщины.