RU146581U1 - Двукратная турбина для волновой электростанции - Google Patents

Abstract

Двукратная турбина для волновой электростанции, содержащая рабочее колесо, состоящее из двух дисков с размещенными между ними лопастями цилиндрической формы, параллельными его оси вращения, отличающаяся тем, что дополнительно рабочее колесо снаружи охвачено двумя внешними спиральными камерами, открытыми со стороны рабочего колеса на половине его длины окружности и симметричными относительно его оси вращения, внутри рабочего колеса размещены две серповидные лопасти, закрепленные на крышке турбины, симметричные относительно оси вращения и образующие две внутренние спиральные камеры, и соединяющий их S-образный канал, причем сечения обеих пар спиральных камер с наибольшими размерами лежат в плоскости, проходящей через ось вращения.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к волновым электростанциям, использующим энергию осциллирующего водного столба.

Известна воздушная турбина для энергетической установки навигационного буя, содержащая активное рабочее колесо с установленными по обе его стороны направляющими аппаратами, выполненными зеркально-симметричными относительно плоскости вращения рабочего колеса (АС СССР №478949, МКИ F01k 15/00, опубл. 30.07.75 г.).

К недостаткам такой воздушной турбины, работающей независимо от направления воздушного потока, относятся: сложность изготовления направляющего аппарата, за счет конструкции которого и достигается постоянство направления вращения рабочего колеса, и следовательно отсюда его высокая стоимость.

Известна турбина Банки-Митчела, относящаяся к двукратным активным свободноструйным турбинам, рабочее колесо которой представляет собой решетку из лопастей цилиндрической формы установленных по окружности между двумя дисками и параллельных оси вращения (В.В. Волшаник, Г.В. Орехов. Низконапорные гидравлические двигатели. Изд-во: Ассоциация строительных вузов., М., 2009 г., С. 193-202). В данной турбине вода подается на рабочее колесо с внешней стороны через регулирующее сопло прямоугольной формы. После прохождения лопастей вода в виде компактной струи опять попадает на лопасти с внутренней стороны рабочего колеса и отдав оставшуюся энергию сливается в нижний бьеф.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной цели, являются: недостаточная загрузка лопастей (в работе находится менее четверти лопастей), значительное снижение эффективности при работе на воздухе, так как попадая во внутреннее пространство рабочего колеса воздушная струя теряет компактность в отличие от воды и обтекание лопастей при выходе воздуха наружу происходит неопределенным образом.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение области применения двукратной турбины и повышение эффективности ее работы.

Для достижения указанного технического результата в двукратной турбине для волновой электростанции, содержащей рабочее колесо, состоящее из двух дисков с размещенными между ними лопастями цилиндрической формы параллельными его оси вращения, дополнительно рабочее колесо снаружи охвачено двумя внешними спиральными камерами открытыми со стороны рабочего колеса на половине его длины окружности и симметричными относительно его оси вращения, внутри рабочего колеса размещены две серповидные лопасти, закрепленные на крышке турбины, симметричные относительно оси вращения и образующие две внутренние спиральные камеры и соединяющий их S-образный канал, причем сечения обеих пар спиральных камер с наибольшими размерами лежат в плоскости, проходящей через ось вращения.

Отличительными признаками предлагаемой полезной модели является наличие двух пар внешних и внутренних спиральных камер, расположенных напротив друг друга и симметричных оси вращения рабочего колеса.

Благодаря наличию этих признаков повышается эффективность работы предлагаемой двукратной турбины и снижается вес конструкции за счет загрузки всех лопастей, отнесенный к единице установленной мощности.

Предлагаемая двукратная турбина для волновой электростанции иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 показан разрез по плоскости, перпендикулярной оси вращения рабочего колеса.

На фиг. 2 - разрез по плоскости, проходящей по оси вращения рабочего колеса.

Двукратная турбина для волновой электростанции содержит рабочее колесо 1, две внешние спиральные камеры 2 и 3, две внутренние спиральные камеры 4 и 5, подводящие 6 и отводящие 7 воздуховоды, две серповидные лопасти 8 и 9, крышку 10.

Предлагаемая двукратная турбина работает следующим образом.

Подводящий воздуховод 6 соединен с полостью, в которой происходит колебание водного столба при прохождении волн. При прохождении гребня волны происходит вытеснение воздуха из упомянутой полости, и он по подводящему воздуховоду 6 поступает во внешнюю спиральную камеру 2 (фиг. 1). Проходя через лопасти рабочего колеса 1 воздух вращает его против часовой стрелки. Воздействие воздуха происходит снаружи на половину лопастей рабочего колеса 1. Далее воздух попадает во внутреннюю спиральную камеру 4, из которой, пройдя S-образный канал, образованный двумя серповидными лопастями 8 и 9, закрепленными на крышке 10 данной турбины, попадает во внутреннюю спиральную камеру 5 из которой воздух проходит через лопасти рабочего колеса 1 вращая его против часов стрелки и попадает во внешнюю спиральную камеру 3 и далее по отводящему воздуховоду 7 выходит в атмосферу.

При прохождении воздуха из внутренней спиральной камеры 5 во внешнюю спиральную камеру 3 воздух воздействует изнутри на половину лопастей рабочего колеса 1.

Таким образом, силовому воздействию подвергаются все лопасти рабочего колеса 1 в отличие от прототипа, где в работе находятся только около четверти лопастей.

При прохождении подошвы волны воздух под воздействием атмосферного давления проходит через турбину в обратном направлении, при этом вследствие симметрии предлагаемой конструкции направление вращения рабочего колеса 1 сохраняется.

Для повышения эффективности работы турбины, подводящие 6 и отводящие 7 воздуховоды могут быть выполнены в форме диффузоров (конфузоров), а торец отводящего воздуховода 7, сообщающегося с атмосферой снабжается обтекателем (не показан на чертежах) для уменьшения потерь на входе.

Claims (1)

1. Двукратная турбина для волновой электростанции, содержащая рабочее колесо, состоящее из двух дисков с размещенными между ними лопастями цилиндрической формы, параллельными его оси вращения, отличающаяся тем, что дополнительно рабочее колесо снаружи охвачено двумя внешними спиральными камерами, открытыми со стороны рабочего колеса на половине его длины окружности и симметричными относительно его оси вращения, внутри рабочего колеса размещены две серповидные лопасти, закрепленные на крышке турбины, симметричные относительно оси вращения и образующие две внутренние спиральные камеры, и соединяющий их S-образный канал, причем сечения обеих пар спиральных камер с наибольшими размерами лежат в плоскости, проходящей через ось вращения.

   

Images