Гидротурбина

 

Изобретение предназначено для преобразования энергии гидравлического потока и может быть использовано в качестве гидротурбины электростанции малой мощности. Гидротурбина содержит корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками, размещенные в корпусе два ротора с подвижными пластинами, одни концы которых шарнирно прикреплены к ротору, и обтекаемую направляющую. Кроме того, турбина оснащена дополнительной системой, включающей насос, распределительное устройство и трубопроводы, которые обеспечивают создание давления воды в последовательно образуемых полостях между подвижными пластинами и корпусом. Причем на корпусе гидротурбины установлены два кронштейна со стороны впускного патрубка для крепления трубопроводов. Конструкция устройства позволяет увеличить мощность и кпд гидротурбины. 1 ил.

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

Известен гидравлический мотор (гидротурбина), содержащий 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 США 2310816, МКИ F 03 В 17/06).

Однако эта гидротурбина имеет недостаточно высокий КПД.

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 РФ 2147078, МКИ F 03 В 17/06 - прототип).

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.

Изобретение направлено на решение задачи повышения крутящего момента, мощности и КПД гидротурбины.

Это достигается тем, что она оснащена дополнительной системой, включающей насос, распределительное устройство и трубопроводы, которые обеспечивают создание давления воды в последовательно образуемых полостях между подвижными 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), на внутренних поверхностях которых выполнены копиры в виде канавок 3, впускной 4 и выпускной 5 патрубки, размещенные в корпусе 1 роторы 6 с пазами 7, в которых расположены криволинейные пластины 8, на свободных концах которых выполнены штыри 9, а другие их концы соединены с соответствующими пазами при помощи шарниров 10. Между пластинами 8 и корпусом 1 образованы заполняемые водой полости 11, а между роторами 6 установлена обтекаемая направляющая 12.

На внешней части корпуса 1 со стороны впускного патрубка 4 смонтированы два кронштейна 13, в которых закреплены трубопроводы 14, предназначенные для подачи воды под давлением в определенную полость 11. Каждый трубопровод 14 обслуживает одну определенную полость 11, причем трубопроводы установлены симметрично и обеспечивают работу двух роторов одновременно. Трубопроводы 14 посредством труб 15 соединены с распределительным устройством 16, которое связано при помощи одной трубы 17 с насосом 18. Трубы 15 имеют изгиб, что позволяет установить распределительное устройство 16 и насос 18 над впускным патрубком 4, не создавая помех основному потоку воды. Распределительное устройство 16 и насос 18 могут быть расположены над водой на специальной площадке.

Гидротурбина работает следующим образом.

Поток воды поступает через впускной патрубок 4 в корпус 1. Этот поток воды разделяется направляющей 12 на два потока и заполняет полости 11. Столб воды, высота которого определяется расстоянием между пластинами 8 и уровнем в водохранилище, давит на пластины 8 и пазы 7 и заставляет вращаться роторы 6. Пластины 8 в процессе вращения роторов 6 совершают качающиеся движения вокруг шарниров 10, а штыри 9 скользят при этом в канавках 3. В нижней части корпуса 1 происходит выливание воды из полостей 11 в выпускной патрубок 5, а пластины 8 по мере вращения роторов 6 входят в пазы 7 и процесс повторяется.

Для обеспечения более быстрого вращения роторов 6, изменения крутящего момента роторов используются насос 18, распределительное устройство 16 и система трубопроводов. От насоса 18 вода под давлением поступает в распределительное устройство 16, которое направляет потоки этой воды в соответствующие полости 11. Причем это происходит последовательно. По мере движения пластины 8 от впускного патрубка 4 к выпускному патрубку 5 объем полости 11 увеличивается и это компенсируется за счет создания дополнительного давления воды. Увеличение давления воды в полости 11 способствует быстрому перемещению пластин 8 и роторов 6.

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.

Формула изобретения

Гидротурбина, содержащая корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками, размещенные в корпусе два ротора с подвижными пластинами, одни концы которых шарнирно прикреплены к ротору, и обтекаемую направляющую, отличающаяся тем, что она оснащена дополнительной системой, включающей насос, распределительное устройство и трубопроводы, которые обеспечивают создание давления воды в последовательно образуемых полостях между подвижными пластинами и корпусом, причем на корпусе гидротурбины установлены два кронштейна со стороны впускного патрубка для крепления трубопроводов.

РИСУНКИ

Рисунок 1