Патент на изобретение №2244155

(54) ГИДРОТУРБИНА

(57) Реферат:

Гидротурбина предназначена для использования в гидроэлектростанции малой мощности. Гидротурбина содержит корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками. В корпусе размещены два ротора и обтекаемая направляющая. Роторы изготовлены из труб, имеющих продольный срез и установленных так, чтобы часть трубы выполняла роль пластины, а другая – корпуса ротора. Гидротурбина также оснащена системой, включающей насос, распределительное устройство и трубопроводы, которые обеспечивают создание давления воды в последовательно образуемых полостях между пластинами и корпусом. Конструкция турбины позволяет снизить трудозатраты на ее производство. 1 ил.

Изобретение относится к гидравлическим машинам с подвижными створками, использующим поток жидкости, и может быть использовано в качестве гидротурбины гидроэлектростанции малой мощности.

Известна гидротурбина, содержащая корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками, размещенный в корпусе ротор с подвижными пластинами, одни концы которых шарнирно прикреплены к ротору, и обтекаемую направляющую (Патент №2147078, МКИ F 03 В 17/06).

Однако в данной конструкции гидротурбины, где используются два ротора в одном агрегате, не полностью реализуются ее возможности. Так при протекании воды через турбину (давление постоянное) нельзя использовать полную мощность и обеспечить максимальное значение КПД. Изменение крутящего момента в гидротурбине зависит только от давления протекающей воды.

Известна гидротурбина, содержащая корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками, размещенные в корпусе два ротора и обтекаемую направляющую (Патент №2191919, МКИ F 03 В 17/06 – прототип).

Однако эта гидротурбина имеет подвижные пластины, которые закрепляются с одной стороны шарнирно на роторе, с другой – при помощи штырей, установленных в пазах корпуса. Изготовление такой конструкции пластин требует большой точности и трудоемкости, в целом конструкция гидротурбины является сложной.

Изобретение направлено на решение задачи упрощения конструкции гидротурбины, снижение трудозатрат на ее производство.

Это достигается тем, что роторы изготовлены из труб, имеющих продольный срез и установленных так, чтобы часть трубы выполняла роль пластины, а другая часть – корпуса ротора, она оснащена дополнительной системой, включающей насос, распределительное устройство и трубопроводы, которые обеспечивают создание давления воды в последовательно образуемых полостях между пластинами и корпусом, причем на корпусе гидротурбины установлены два кронштейна со стороны впускного патрубка для крепления трубопроводов.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид гидротурбины в разрезе.

Гидротурбина содержит корпус 1 с торцевыми крышками 2 (на чертеже видна только задняя крышка), впускной 3 и выпускной 4 патрубки, размещенные в корпусе 1 роторы 5. Роторы 5 изготовлены из труб, имеющих продольный срез, и установлены так, чтобы внутренняя часть трубы выполняла роль пластины 6, а другая внешняя часть – корпуса ротора. Между пластинами 6 и корпусом 1 образованы заполняемые водой полости 7, а между роторами 5 установлена обтекаемая направляющая 8.

На внешней части корпуса 1 со стороны впускного патрубка 3 смонтированы два кронштейна 9, в которых закреплены трубопроводы 10, предназначенные для подачи воды под давлением в определенную полость 7. Каждый трубопровод 10 обслуживает одну определенную полость 7, причем трубопроводы установлены симметрично и обеспечивают работу двух роторов одновременно. Трубопроводы 10 посредством труб 11 соединены с распределительным устройством 12, которое связано при помощи одной трубы 13 с насосом 14. Трубы 11 имеют изгиб, что позволяет установить распределительное устройство 12 и насос 14 над впускным патрубком 3, не создавая помех основному потоку воды. Распределительное устройство 12 и насос 14 можно установить над водой на специальной площадке.

Гидротурбина работает следующим образом.

Поток воды поступает через впускной патрубок 3 в корпус 1. Этот поток воды разделяется направляющей 8 на два потока и заполняет полости 7. Столб воды, высота которого определяется расстоянием между пластинами 6 и уровнем в водохранилище, давит на пластины 6 и заставляет вращаться роторы 5. В нижней части корпуса 1 происходит выливание воды из полостей 7 в выпускной патрубок 4.

Для обеспечения более быстрого вращения роторов 5, изменения крутящего момента роторов используются насос 14, распределительное устройство 12 и система трубопроводов. От насоса 14 вода под давлением поступает в распределительное устройство 12, которое направляет потоки этой воды в соответствующие полости 7. Причем это происходит последовательно. По мере движения пластины 6 от впускного патрубка 3 к выпускному патрубку 4 объем полости 7 увеличивается и это компенсируется за счет создания дополнительного давления воды. Увеличение давления воды в полости 7 способствует быстрому перемещению пластин 6 и роторов 5.

Предлагаемая конструкция гидротурбины позволяет обеспечить ее быстрый разгон, изменять крутящий момент и повысить ее мощность и КПД. Все это возможно за счет создания дополнительного давления в полостях пластин при помощи насоса, распределительного устройства и системы трубопроводов. Изготовление роторов из труб значительно упрощает технологию, снижает трудозатраты и повышает надежность конструкции.

Формула изобретения

Гидротурбина, содержащая корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками, размещенные в корпусе два ротора, изготовленные из труб, имеющих продольный срез, пластины и обтекаемую направляющую, причем гидротурбина оснащена дополнительной системой, включающей насос, распределительное устройство и трубопроводы, которые обеспечивают создание давления воды в последовательно образуемых полостях между пластинами и корпусом, причем на корпусе гидротурбины установлены два кронштейна со стороны впускного патрубка для крепления трубопроводов, отличающаяся тем, что трубы роторов установлены так, чтобы часть трубы выполняла роль пластины, а другая часть – корпуса ротора.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.12.2007

Извещение опубликовано: 27.07.2009 БИ: 21/2009