PL188142B1 - Turbina wodna, wykorzystująca energię falowania wody - Google Patents

Abstract

Turbina wodna wykorzystująca energię falowania wody, znamienna tym, że na jednej tarczy turbiny zastosowano dwa wieńce łopatek z których na jeden z nich (1b) wpływa woda skierowana przy pomocy kierownicy (3) utworzonej z dwóch pierścieni oraz przegród łączących te pierścienie podczas przepływu grzbietu fali, natomiast podczas przepływu dołu fali woda wypływa na łopatki turbiny przez zastosowanie tarana hydraulicznego magazynującego energię poprzez sprężenie powietrza w komorze sprężania (9).

Description

Wobec malejących na świecie zapasów surowców energetycznych, istnieje konieczność poszukiwania alternatywnych źródeł energii takich jak energia słoneczna, energia wiatru bądź energia fal morskich.

Istnieją w technice różne silniki przetwarzające te źródła energii na energię mechaniczną takie jak wiatraki, turbiny wodne jednakże są one o małej sprawności.

Istnieją próby zastosowania turbin wodnych wykorzystujących energię falowania wody morskiej ale ich zastosowanie jest dotychczas najczęściej jako eksperymentalne.

Zasadniczą przyczyną niewielkiego ich zastosowania w szerszym praktycznym użytkowaniu jest ich mała sprawność. Turbina wodna będzie miała największą sprawność przy określonym stopniu falowania gdy nawet niewielkie siły będą działały z przepływającej fali wodnej na wszystkie łopatki przez cały czas pracy turbiny. To jest w obecnie stosowanych turbinach niezachowane i to jest największy mankament tych turbin. Przykładem zachowania tego warunku jest zastosowanie turbin wodnych w hydroelektrowniach w których woda spada z pewnej wysokości na łopatki turbiny, bądź podczas przepływu poziomego wody np. w rzekach.

Przedstawione przeze mnie rozwiązanie turbiny wodnej która wykorzystuje falowanie wody pokazane jest na rysunku w przekroju pionowym całego urządzenia, eliminuje te wady i stwarza, że wszystkie łopatki turbiny będą obciążone na całej długości fali wodnej czyli pracują podczas przepływu grzbietu i doliny fali.

Budowa

W obudowie (4) znajduje się turbina, w której na jednej tarczy znajdują się dwa wieńce łopatek (la) oraz (lb), które są w stosunku do siebie przeciwnie skierowane. Turbina znajduje się na wale napędzanym (2), z którego napęd przekazywany jest na następne urządzenie np prądnicę.

Znajduje się tam kierownica (3) zbudowana z dwóch połączonych ze sobą pierścieni o przekrojach będących ściętym stożkiem. Kierownica podzielona jest przegrodami łączącymi obydwa pierścienie na kilka części tworząc kilka komór (12).

Wlot masy wodnej następuje podczas przypływu fali wodnej przez szerszą podstawę kierownicy natomiast wylot na łopatki turbiny (lb) następuje mniejszym otworem. Między ścianami wewnętrznego pierścienia kierownicy znajduje się zawór (6). Przy każdej komorze kierownicy (12) ograniczonej ścianami pierścieni oraz przegrodami znajduje się taran hydrauliczny (10), w którym znajduje się komora sprężonego powietrza (9) oraz zawór (8). Taran hydrauliczny posiada kanał (7) przez który woda może wypływać na łopatki turbiny (lb). Zasada działania urządzenia

Podczas przypływu fali wodnej (13) masa wodna poprzez kierownice uzyskuje na wylocie kierownicy znaczna prędkość wypływu i spowodowane jest to zwężeniem strumienia przepływającej wody. Masa wodna działa na łopatki turbiny (lb) i później przez półkolisty kształt obudowy spada na drugi wieniec łopatek turbiny (la). Mamy przez to możliwość po188 142 dwójnego wykorzystania energii masy wodnej na tej samej turbinie. Zawór (6) spowoduje, ze podczas przypływu fali wodnej jest zamknięta komora wylotowa, natomiast otwiera się podczas dołu fali gdy jest mniejsze ciśnienie i dopiero wtedy wylewa się na zewnątrz nagromadzona tam woda po wykonaniu pracy na łopatkach turbiny.

Podczas przypływu, fali wodnej na skutek wzrostu ciśnienia wody zawór (8) otwiera taran hydrauliczny i woda dostaje się do jego środka wypływając przez kanał (7) na łopatki turbiny (lb). Wtedy to również następuje sprężenie powietrza znajdującego się w komorze sprężania (9). Gdy fala wodna opadnie, pod wpływem większego ciśnienia spowodowanego sprężonym powietrzem w komorze sprężania (9), zawór (8) zamyka się i woda pod ciśnieniem przez kanał (7) wypływa na łopatki turbiny (lb).

Na rysunku fig. 1 pokazany jest przepływ fali wodnej przez całe urządzenie i lewa część urządzenia pracuje podczas dołu przepływającej fali, natomiast prawa część urządzenia pracuje podczas grzbietu fali.

Całe urządzenie możemy podnosić lub opuszczać aby dostosować się do wysokości przepływających fal wodnych.

Przez takie rozwiązanie turbiny wodnej, mamy możliwość wykorzystania podwójnego wieńca łopatek turbiny na całej długości fali wodnej podczas jej przepływu przez urządzenie, jak również optymalne wykorzystanie energii fali przez zastosowanie kierownicy skierowującej masę wodną bezpośrednio na łopatki turbiny.

Oczywiste jest, ze urządzenie to może mieć szerokie zastosowanie szczególnie wykorzystując energię fal morskich.

Claims (1)

1. Turbina wodna wykorzystująca energię falowania wody, znamienna tym, że na jednej tarczy turbiny zastosowano dwa wieńce łopatek z których na jeden z nich (lb) wpływa woda skierowana przy pomocy kierownicy (3) utworzonej z dwóch pierścieni oraz przegród łączących te pierścienie podczas przepływu grzbietu fali, natomiast podczas przepływu dołu fali woda wypływa na łopatki turbiny przez zastosowanie tarana hydraulicznego magazynującego energię poprzez sprężenie powietrza w komorze sprężania (9).