Турбинный усилитель скорости потока текучего энергоносителя

 

Устройство предназначено для получения механической, электрической и тепловой энергии от потока текучего энергоносителя в горной труднодоступной местности. Турбинный усилитель содержит корпус с направляющей насадкой, несколькими ступенями турбин с рабочими колесами и редуктором с валом отбора мощности, при этом ступень турбины после направляющей насадки снабжена шнеком, а вал отбора мощности редуктора - турбинным рабочим колесом, причем все ступени турбин выполнены с осевым несущим исполнением и независимой посадкой для обеспечения прироста скорости. Такое выполнение устройства позволяет более полно использовать кинематическую энергию потока. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к энергетическому машиностроению, а более конкретно к турбостроению, и может быть использовано при производстве механической, электрической и тепловой энергии в горной, скалистой и других труднодоступных местностях.

Известны турбины плотинных гидроэлектростанций (ГЭС), преобразующие энергию водного потока в электроэнергию. Данные турбины имеют направляющее устройство и рабочее колесо или несколько рабочих колес с лопатками, на которые воздействует водяной поток, отдавая свою мощность. Отработавшая вода поступает в водоем, расположенный после плотины, при этом она движется с определенной скоростью, обладая еще кинетической энергией (см. Ковалев Н.Н., Гидротурбины, изд. 2-е, М-Л, 1971, с.7-11).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству относится гидротурбина, содержащая корпус с направляющей насадкой, несколькими ступенями турбин с рабочими колесами и редуктором с валом отбора мощности (см. патент СССР N 19167, кл. F 03 3/00, 1931).

Однако и данная гидротурбина не позволяет осуществить преобразование кинетической энергии потока с высоким коэффициентом полезного действия (КПД).

Задачей изобретения является повышение КПД преобразования кинетической энергии потока в кинетическую энергию вращения рабочих колес гидротурбины.

Указанный технический результат достигается за счет того, что ступень турбины после направляющей насадки снабжена шнеком, а вал отбора мощности редуктора - турбинным рабочим колесом, причем все ступени турбин выполнены с осевым несущим исполнением и независимой посадкой для обеспечения прироста скорости потока.

На чертеже изображен предложенный турбинный усилитель.

Турбинный усилитель содержит насадку - направляющую 1, закладную деталь 2, шнек с разгонной турбиной 3, лопатку рабочего колеса первой ступени 4, лопатку рабочего колеса второй ступени 5, лопатку рабочего колеса редуктора 6, разгонные турбины первой и второй ступени 7, рабочее колесо редуктора 8, рабочее колесо с разгонной турбиной второй ступени 9, разгонная турбина шнека 10, рабочее колесо с разгонной турбиной первой ступени 11, корпус 12 и осевое несущее исполнение 13.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Вода по напорным вертикальным каналам из реки или водопада (на чертеже не показано) после направляющей насадки 1 попадает на шнек разгонной турбины 3. В результате воздействия падающих масс текучего энергоносителя последовательно и независимо механически друг от друга раскручиваются последовательно все ступени турбинного усилителя, при этом крутящий момент снимается с рабочего колеса редуктора 8 и с увеличением оборотов передается на генератор (на чертеже не показан).

Предлагаемое изобретение позволяет вырабатывать полезную энергию, в частности электрическую, без строительства плотин или с минимальной их высотой.

Формула изобретения

Турбинный усилитель скорости потока текучего энергоносителя, содержащий корпус с направляющей насадкой, несколькими ступенями турбин с рабочими колесами и редуктором с валом отбора мощности, отличающийся тем, что ступень турбины после направляющей насадки снабжена шнеком, а вал отбора мощности редуктора - турбинным рабочим колесом, причем все ступени турбин выполнены с осевым несущим исполнением и независимой посадкой для обеспечения прироста скорости потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1