CS203264B1

CS203264B1 - Turbine

Info

Publication number: CS203264B1
Application number: CS772391A
Authority: CS
Inventors: Dusan Rihacek
Original assignee: Dusan Rihacek
Priority date: 1977-04-12
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1981-02-27

Description

Vynález se týká turbiny, opatřené hřídelem s natáčivými lopatkami, rozmístěnými ve šroubovici a rotující pouze v jednom smyslu pomocí tlaků, působících ve směru osy hřídele a střídajících svůj smysl.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a turbine having a shaft with rotating blades disposed in a helix and rotating in only one sense by means of pressures acting in the direction of the axis of the shaft and alternating their sense.

Jsou známy turbiny a podobná poháněči zařízení, u nichž je k pohonu používáno lopatek, upravených na hřídeli ve tvaru šroubových konoídů. Je-li například tento šroubový konoid pravotočivý, pak dochází působením tlaku ve směru osy tohoto konoidu k jeho otáčení v jednom smyslu. Změní-li se smysl působnosti vyvozovaného tlaku, změní se smysl rotace. U některých zařízení tohoto typu jsou tyto lopatky upraveny jako natáčivé, jako například u Kaplanových turbin. Účelem tohoto natáčení je však přizpůsobení kolísajícímu množství protékající vody. Přitom se však mění pouze sklon, lopatek, nemění však charakter celého zařízení, to je pravotočivý konoid v levotočivý a obráceně.Turbines and similar propulsion devices are known in which vanes provided on the shaft in the form of screw conoids are used to drive. For example, if the screw conoid is right-handed, it is rotated in one sense by the pressure in the direction of the axis of the conoid. If the sense of the applied pressure changes, the sense of rotation changes. In some devices of this type, these blades are adapted to be swiveling, such as Kaplan turbines. However, the purpose of this rotation is to adapt to fluctuating amounts of flowing water. However, only the inclination of the blades changes, but it does not change the character of the whole device, it is a right-handed conoid into a left-handed and vice versa.

Dále jsou známa zařízení, která využívají energie vodních vln, jejichž podstatou je plovák vykonávající vertikální pohyb v obou smyslech a tento pohyb je převáděn v rotační pohyb. Jsou známa zařízení sestávající z vertikálně umístěné desky, otočně upevněné na dolní hraně a jsou vychýleny pružinou proti příboji vln. Působením příbojových vln se deska kývá a tento pohyb se pomocí táhel převádí v rotační pohyb.Furthermore, devices are known which utilize the energy of water waves, the essence of which is a float which performs a vertical movement in both senses and which is converted into a rotational movement. There are known devices consisting of a vertically placed plate, pivotally mounted on the lower edge and are deflected by a spring against a wave surge. Under the influence of breakers, the plate is rocked and this movement is converted into a rotary motion by means of the handles.

Nevýhodou těchto zařízení je, že se převádí energie vln v posuvný pohyb a ten se pak převádí v rotační pohyb.The disadvantage of these devices is that the energy of the waves is converted into a sliding motion, which is then converted into a rotational motion.

Uvedené nedostatky odstraňuje turbina podle vynálezu, opatřená hřídelem s natáčivými lopatkami, rozmístěnými ve šroubovici a rotující pouze v jednom smyslu pomocí tlaků, působících ve směru osy hřídele a střídající svůj smysl. Podstata vynálezu spočívá v tom, že natáčivé lopatky jsou na hřídeli umístěny ve společných bodech nejméně jedné pravotočivé šroubovice a nejméně jedné levotočivé šroubovice na natáčivém hřídeli, který je natáčivý v rozmezí dvojnásobku úhlu sklonu šroubovio, přičemž natáčivé lopatky jsou asymetrické, vzhledem k ose natáčivého hřídele.These drawbacks are overcome by a turbine according to the invention having a shaft with rotating blades disposed in a helix and rotating in only one sense by means of pressures acting in the direction of the shaft axis and alternating its sense. SUMMARY OF THE INVENTION The pivoting blades are disposed on the shaft at common points of at least one right-hand helix and at least one left-hand helix on a rotating shaft that is rotating at twice the helix angle, the rotating blades being asymmetrical with respect to the rotating shaft axis. .

Podle dalšího význaku vynálezu jsou natáčivé lopatky na horní ploše vytvořeny ve tvaru hyperbolického paraboloidu a dolní plocha ve tvaru dalšího hyperbolického paraboloidu.According to a further feature of the invention, the swivel vanes are formed in the upper surface in the form of a hyperbolic paraboloid and the lower surface in the form of another hyperbolic paraboloid.

Podle posledního význaku vynálezu je horní plocha natáčivé lopatky ve tvaru hyperbolického paraboloidu tvořena prostorovým čtyřúhelníkem a dolní plocha natáčivé lopatky ve tvaru dalšího hyperbolického paraboloidu dalším prostorovým čtyřúhelníkem, přičemž natáčivá lopatka je ohraničena válcovou plochou.According to a last aspect of the invention, the upper surface of the hyperbolic paraboloid-shaped swivel blade is formed by a spatial quadrilateral and the lower surface of the hyperbolic paraboloid-shaped swivel blade is formed by another spatial quadrilateral, the swivel blade being bounded by a cylindrical surface.

Základní výhoda turbiny podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje využití tlaků, které sice působí v jednom směru, ale mění svůj smysl působnosti, například u přílivu a odlivu mořské vody nebo u příboje vod, to znamená při stoupání a klesání její hmoty a převádí přímo energii vln v rotační pohyb jednoho smyslu.The main advantage of the turbine according to the invention is that it allows the use of pressures which, although acting in one direction, change their scope, for example in the inflow and outflow of seawater or in the surf of water, i.e. energy waves in a rotational motion of one sense.

Příklad provedení turbíny podle vynálezu je dále blíže vysvětlen na příkladu provedení podle připojených výkresů, na nichž značí obr. 1 nárys hřídele se soustavou právo a levotočivých šroubovic, obr. 2 znázorňuje půdorys hřídele s natáčivou lopatkou, obr. 3 znázorňuje nárys horní a dolní části natáčivé lopatky, obr. 4 zobrazuje půdorys natáčivé lopatky.1 shows a front view of a right-hand shaft and a left-hand helix, FIG. 2 shows a top view of a shaft with a rotating blade, FIG. 4 shows a plan view of the swivel blade.

Turbina, otáčející se pouze v jednom smyslu působením tlaků ve směru osy hřídele, je tvořena hřídelem 1, na němž jsou upraveny natáčivé lopatky 2 tak, že na hřídeli 1 je vytknuta přímá bodová řada 3, jejíž body 4, 5, 6, 7 tvoří soustavu pravotočivých šroubovic 8 a levotočivých šroubovic 12, v jejichž společných bodech 16, ve kterých pak jsou umístěny osy natáčivých hřídelů 17, kolmých k hřídeli 1 přičemž natáčivé hřídele 17 jsou natáčivé pouze v rozmezí dvojnásobku úhlu a sklonu šroubovic 8 a 12. S těmito natáčivými hřídely 17 jsou pevně spojeny natáčivé lopatky 2, asymetrické podle natáčivých hřídelů 17, přičemž tyto natáčivé lopatky 2 tvoří části oskulačních rovin pravotočivých šroubovic 8 a po pootočení o dvojnásobek úhlu u sklonu pravotočivých šroubovic 8, tvoří části oskulačních rovin levotočivých šroubovic 12, Společné body 18 jsou rovnoměr ně rozloženy na kružnicích, které jsou normálními řezy hřídele 1. Osy natáčivých hřídelů 17 jsou společnými hlavními normálami oskulačních rovin pravotočivých šroubovic 8 a levotočivých šroubovic 12 ve společných bodech 16 natáčivé lopatky 2, asymetrické podle natáčivých hřídelů 17 tvoří části oskulačních rovin pravotočivých šroubovic 8, ve společných bodech 16 a svírají úhel κ s rovinou normálního řezu rotačního hřídele 1 a ve svém sledu nahrazují funkčně přímý pravotočivý šroubový konoid. Po pootočení natáčivých lopatek 2 v obráceném smyslu o úhel 2a, tvoří natáčivé lopatky 2 oskulační roviny levotočivých šroubovic 12 a ve svém sledu nahradí funkčně levotočivý šroubový konoid. Natáčivé lopatky 2 jsou na horní a dolní části upraveny do tvaru hyperbolických paraboloidů 30, 31 tím způsobem, že nad rovinou natáčivé lopatky 2 je vytknut bod 24, čímž prostorový čtyřúhelník 21 určuje hyperbolický paraboloid 30 a podobně pod rovinou natáčivé lopatky 2 je vytknut bod 25, čímž další prostorový čtyřúhelník 22 určuje další hyperbolický paraboloid 31. Válcová plocha 32 ohraničuje celou natáčivou lopatku 2, která může být ještě odlehčena neznázorněnými tvarovanými dutinami. Horní a dolní část natáčivé lopatky 2 je možné upravit i jinou vhodnou plochou, například částí šroubové plochy.A turbine rotating in only one sense under the pressure of the shaft axis is formed by a shaft 1 on which the swivel blades 2 are arranged so that a straight point row 3 is formed on the shaft 1, the points 4, 5, 6, 7 of which form a set of right-hand helix 8 and left-hand helix 12, at common points 16 at which the axles of the pivot shafts 17 perpendicular to the shaft 1 are located, the pivot shafts 17 being pivotable only within twice the angle α of the helix 8 and 12. the shafts 17 are fixedly connected by the swivel blades 2, asymmetrical to the swivel shafts 17, the swivel blades 2 forming part of the oscillating planes of the right-hand helix 8 and, after twisting twice the angle at the inclination of the right-hand helix 8 are evenly distributed on a circle The axes of the pivot shafts 17 are the common principal normals of the oscillating planes of the right-hand helix 8 and the left-hand helix 12 at common points 16 of the pivot blade 2, asymmetrical to the pivot shafts 17 16 and form an angle κ with the plane of normal section of the rotary shaft 1 and, in sequence, replace the functionally straight right-handed screw conoid. Upon turning the swivel blades 2 in an inverted direction by an angle 2a, the swivel blades 2 form the oscillating planes of the left-handed helix 12 and, in sequence, replace the functionally left-handed helical conoid. The swivel blades 2 are shaped at the top and bottom to form hyperbolic paraboloids 30, 31 in that a point 24 is excited above the plane of the swivel blade 2, whereby the space quadrilateral 21 identifies a hyperbolic paraboloid 30 and similarly whereby a further spatial quadrilateral 22 defines a further hyperbolic paraboloid 31. The cylindrical surface 32 defines the entire swivel blade 2, which can still be relieved by shaped cavities (not shown). The upper and lower portions of the swivel blade 2 may also be provided with another suitable surface, for example a portion of the helical surface.

Působením tlaku kapaliny nebo plynu ve směru hřídele 1 ve smyslu ze shora dolů, budou natáčivé lopatky 2 v poloze oskulačních rovin pravotočivých šroubovic 8 a celé zařízení se bude otáčet v kladném smyslu, to je proti smyslu otáčení hodinových ručiček. Obrácením smyslu působení tlaku ve směru hřídele 1, tedy smyslu ze zdola nahoru, se nárazem a působením tlaku pootočí natáčivé lopatky 2 a budou v poloze oskulačních rovin levotočivých šroubovic 12, a celé zařízení se bude otáčet opět v kladném smyslu, to je proti smyslu otáčení hodinových ručiček. Zařízení je možné upravit tak, že osa hřídele 1 se umístí do osy, vertikálně, horizontálně nebo i šikmo postavené rotační plochy, jako tunelu, například ve tvaru rotačního jednodílného hyperboloidu, v jejím zúženém místě nebo hrdle, čímž se zrychlí proudění kapaliny narážející na lopatky turbiny.By applying liquid or gas pressure in the direction of the shaft 1 in a top-down direction, the swivel blades 2 will be in the position of the oscillating planes of the right-hand helix 8 and the entire device will rotate in a positive sense, i.e. counterclockwise. By reversing the sense of pressure in the direction of the shaft 1, that is to say the bottom-up sense, the blades 2 are rotated by impact and pressure and will be in the position of the oscillating planes of the left-hand helixes 12, and the whole device will rotate again in a positive sense. clockwise. The device can be arranged such that the axis of the shaft 1 is positioned in an axis, vertically, horizontally or even at an inclined rotating surface, such as a tunnel, for example in the form of a rotary one-piece hyperboloid, in its narrowed position or throat, thereby accelerating the liquid flow turbines.

Claims

SUBJECT

1. A turbine having a spindle with rotating blades disposed in a helix and rotating in only one sense by means of rotating axial pressures and rotating their sense, characterized in that the rotating blades (2) are located at common points (16) on the shaft (1j). ) of at least one right-hand helix (8) and at least one left-hand helix (12) on a pivot shaft (17) that is pivotable within twice the pitch angle (α) of the helices (8, 12), the pivot blades (2) being asymmetrical to the axis of the swivel shaft (17).

2. Turbine according to claim 1, characterized by:

THE INVENTION is that the swivel blades (2) are formed on the upper surface in the form of a hyperbolic paraboloid (30) and the lower surface in the form of another hyperbolic paraboloid (31).

3. A turbine according to claim 1, wherein the upper surface of the hyperbolic paraboloid (30) is formed by a spatial quadrilateral (21) and the lower surface of the hyperbolic paraboloid (31) is formed by a spatial quadrilateral (21). ) is formed by another spatial quadrilateral (22), the swiveling blade (2) being bounded by a cylindrical surface (32).

2 sheets of drawings

Saverogralia, n., Plant 7, Most