RU174685U1 - Installation for converting fluid energy into mechanical energy - Google Patents

Installation for converting fluid energy into mechanical energy Download PDF

Info

Publication number
RU174685U1
RU174685U1 RU2016115591U RU2016115591U RU174685U1 RU 174685 U1 RU174685 U1 RU 174685U1 RU 2016115591 U RU2016115591 U RU 2016115591U RU 2016115591 U RU2016115591 U RU 2016115591U RU 174685 U1 RU174685 U1 RU 174685U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
fluid
casing
turbine unit
energy
Prior art date
Application number
RU2016115591U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Тарасович Шведов
Дмитрий Игоревич Беляев
Original Assignee
Владимир Тарасович Шведов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Тарасович Шведов filed Critical Владимир Тарасович Шведов
Priority to RU2016115591U priority Critical patent/RU174685U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU174685U1 publication Critical patent/RU174685U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к энергетике, а более конкретно к гидравлическим машинам и двигателям, и может быть использована в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.Задачей полезной модели является разработка конструкции энергетической установки, позволяющей получать дешевую механическую или электрическую энергию, простой по конструкции и в эксплуатации, позволяющей получение в одном агрегате значительной мощности независимо от наличия скорости подводных течений.Поставленная задача достигается тем, что в энергетической установке для преобразования энергии текучей среды в механическую, содержащей вихревой эжектор, выполненный в виде совмещенных входного конфузора и выходного диффузора с выпускными соплами и снабженный нагнетательной камерой, связанной с источником высоконапорной текучей среды, и турбоагрегат, выполненный с корпусом турбоагрегата, в котором размещена турбина, при этом корпус турбоагрегата выполнен в виде пустотелого цилиндра таким образом, что его входное отверстие состыковано с выходным сечением диффузора вихревого эжектора, образуя канал для прокачки текучей среды, а сам турбоагрегат снабжен выходным валом, вихревой эжектор и корпус турбоагрегата установлены в цилиндрической проточке корпуса установки, выполненного в виде тела вращения и установленного в кожухе таким образом, что между наружной поверхностью корпуса установки и внутренней поверхностью кожуха выполнен возвратный канал для подачи текучей среды, выходящей из радиальной турбины, на вход вихревого эжектора, при этом передний внутренний объем корпуса турбоагрегата предназначен для создания вихревой камеры и размещения центрального тела, а в задней части размещена осевая турбина с направляющим аппаратом и радиальная турбина, кроме того, кожух выполнен разъемным и по оси установки с отверстием для прохода выходного вала турбоагрегата, и снабжен отверстиями, предназначенными для сброса избыточной текучей среды. 1 фиг.The utility model relates to energy, and more specifically to hydraulic machines and engines, and can be used in various industries and agriculture. The objective of the utility model is to develop a power plant design that allows you to get cheap mechanical or electrical energy, simple in design and operation , which allows to obtain significant power in one unit regardless of the presence of undercurrent speed. The problem is achieved by the fact that in a plant for converting fluid energy into mechanical energy, containing a vortex ejector, made in the form of a combined inlet confuser and outlet diffuser with outlet nozzles and equipped with an injection chamber connected to a source of high-pressure fluid, and a turbine unit made with the body of the turbine unit in which the turbine is located , while the housing of the turbine unit is made in the form of a hollow cylinder in such a way that its inlet is connected to the output section of the diffuser of the vortex ejector, forming a channel for pumping a fluid, and the turbine unit is equipped with an output shaft, a vortex ejector and a turbine unit housing are installed in a cylindrical groove of the installation body, made in the form of a body of revolution and installed in the casing so that a return is made between the outer surface of the installation casing and the inner surface of the casing a channel for supplying a fluid leaving the radial turbine to the input of the vortex ejector, while the front internal volume of the turbine unit is designed to create hrevoy chamber and accommodating the main body, and a rear portion located axial turbine with guide vanes and the radial turbine, in addition, the casing is releasable and the axis of the hole for the output shaft passages turbine unit, and is provided with holes intended for relief of excess fluid. 1 of FIG.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к энергетике, а более конкретно к гидравлическим машинам и двигателям, и может быть использована в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства для получения дешевой механической или электрической энергии из различных текучих сред - воды, воздуха и т.п.The utility model relates to energy, and more specifically to hydraulic machines and engines, and can be used in various industries, agriculture to obtain cheap mechanical or electrical energy from various fluids - water, air, etc.

Уровень техникиState of the art

Известны: «Устройство и система выработки энергии за счет перемещения воды» WO 2007143021 публикация от 20.07.2010 МПК F03B 13/00 (Конвенционный приоритет: 02.06.2006 US 11/446,497).Known: “Device and system for generating energy by moving water” WO 2007143021 publication of 07/20/2010 IPC F03B 13/00 (Conventional priority: 02.06.2006 US 11 / 446,497).

Система для выработки энергии за счет перемещения воды, содержащая группу приводимых в действие турбиной, гидравлически соединенных друг с другом гидравлических насосов, причем группа составлена из насосов во взаимозаменяемом модульном расположении, а ячейки расположены для получения кинетической энергии из перемещения воды, при этом ячейки преобразуют получаемую за счет перемещения воды энергию посредством турбины, приводящей в действие гидравлический насос.. При этом ячейки соединены с энергосистемой через генератор, а генератор представляет собой синхронизированный асинхронный двигатель переменного тока; группы поставлены на якорь на дне океана.A system for generating energy by moving water, comprising a group of turbine-driven, hydraulically connected hydraulic pumps, the group being made up of pumps in an interchangeable modular arrangement, and the cells are arranged to receive kinetic energy from moving the water, and the cells convert the resulting due to the movement of water energy through a turbine that drives a hydraulic pump .. In this case, the cells are connected to the power system through a generator, and the generator It is a synchronized AC induction motor; groups anchored at the bottom of the ocean.

Система громоздкая, содержит большое количество маломощных ячеек, имеющих низкий к.п.д (коэффициент полезного действия), имеет пониженную надежность, сложна в эксплуатации т.к., рассчитана на глубокие подводные течения, зависит от скорости и направления течения.The system is bulky, contains a large number of low-power cells having a low efficiency (efficiency), has reduced reliability, is difficult to operate because, designed for deep undercurrents, it depends on the speed and direction of the current.

Устройства по патентам: Р.Ф. №№2256092, 2324068, 2334120; США №8035243; CN 102182641, 101046184, 2011488935; JP 2007270738, 2009235951, 2010090822; KR 20090038180 в различной степени обладают аналогичными недостатками.Patent devices: R.F. No. 2256092, 2324068, 2334120; US No. 8035243; CN 102182641, 101046184, 2011488935; JP 2007270738, 2009235951, 2010090822; KR 20090038180 have similar disadvantages to varying degrees.

Известно «Устройство для преобразования кинетической энергии жидкости в механическую энергию» (патент США 7222313, от 25.05.2010 г., МПК F03B 3/00). Как следует из описания к патенту, устройство подсоединяется к источнику давления жидкости или газа и содержит: неподвижную трубу - приемник текучей среды, играющий роль корпуса турбины и подсоединенный своим отверстием к источнику, подвижную трубу, коаксиально установленную на неподвижной трубе и несущую на своем свободном конце ротор, работающий от аксиального потока текучей среды. Ротор снабжен водосборной ступицей с дефлектором и сообщающимися с ней пустотелыми радиальными лопастями, установленными на ступице и снабженными на своих концах эжекторными отверстиями для эжектирования жидкости, поступающей из неподвижной трубы и вращения ротора. Ротор на своем торце несет по оси вращения приводной вал для передачи механической энергии электрическому генератору или другим потребителям механической энергии.It is known "Device for converting the kinetic energy of a liquid into mechanical energy" (US patent 7222313, from 05.25.2010, IPC F03B 3/00). As follows from the description of the patent, the device is connected to a source of pressure of a liquid or gas and contains: a fixed pipe - a fluid receiver that plays the role of a turbine housing and connected with its hole to the source, a movable pipe coaxially mounted on a fixed pipe and bearing at its free end axial fluid flow rotor. The rotor is equipped with a catchment hub with a deflector and hollow radial vanes communicating with it, mounted on the hub and equipped at its ends with ejector holes for ejecting the liquid coming from the fixed tube and rotating the rotor. The rotor at its end carries a drive shaft along the axis of rotation to transfer mechanical energy to an electric generator or other consumers of mechanical energy.

По мнению авторов патента такое выполнение позволит повысить выход механической энергии, т.е повысить к.п.д. установки.According to the authors of the patent, such an implementation will increase the yield of mechanical energy, i.e., increase the efficiency installation.

Однако, использование малоскоростных течений потребует увеличения размеров турбины, что приведет к увеличению потерь в лопастях на трение и к снижению эффективности устройства. Кроме того, значительно увеличатся габариты и масса устройства.However, the use of low-speed flows will require an increase in the size of the turbine, which will lead to an increase in losses in the blades due to friction and to a decrease in the efficiency of the device. In addition, the dimensions and weight of the device will increase significantly.

Известна энергетическая установка для преобразования энергии текучей среды в механическую, содержащая турбину, устанавливаемую в текучей среде и выполненную с корпусом, представляющим статор, содержащий цилиндрический круговой канал с сообщающимися с окружающей средой входным и выпускным устройствами, и ротором, снабженным выходным валом, и устройство для подачи текучей среды под давлением.Known power plant for converting the energy of the fluid into mechanical, containing a turbine installed in a fluid medium and made with a housing representing a stator containing a cylindrical circular channel with input and output devices communicating with the environment, and a rotor equipped with an output shaft, and a device for supplying fluid under pressure.

При этом, входное устройство выполнено с последовательно расположенными связанными между собой конфузора с входным отверстием, и диффузора, а статор снабжен нагнетательной камерой, сообщающейся своим входом с устройством для подачи текучей среды под давлением, и выполненной с выпускными соплами, расположенными в выходной части диффузора по всему его периметру и направленными своими осями под углом 7-30° к оси входного устройства при виде на поверхность корпуса в плане, при этом, канал выполнен с вихревой камерой, расположенной между диффузором и ротором турбины таким образом, чтобы струи воды, вытекающие из сопел, создавали в потоке воды, проходящий через канал статора, вихрь, направленный своим вектором вдоль оси канала, а выхлопные сопла выполнены дополнительно отклоненными дополнительно в диаметральной плоскости по направлению к оси входного устройства на угол, равный 0,5-8°.Moreover, the inlet device is made with the confuser with the inlet and the diffuser arranged in series, and the stator is equipped with a discharge chamber communicating with its inlet to the device for supplying fluid under pressure and made with outlet nozzles located in the outlet of the diffuser its entire perimeter and directed by its axes at an angle of 7-30 ° to the axis of the input device when viewed from the surface of the housing in plan, while the channel is made with a vortex chamber located between the diff by the turbine shaft and rotor in such a way that water jets flowing out of the nozzles create a vortex in the water flow passing through the stator channel, a vortex directed by its vector along the channel axis, and the exhaust nozzles are additionally deflected additionally in the diametrical plane towards the axis of the input device at an angle equal to 0.5-8 °.

Кроме того, ротор выполнен центробежно-осевым, с осевым входом и центробежным выходом.In addition, the rotor is made centrifugal-axial, with axial inlet and centrifugal output.

Более того, установка снабжена резервуаром, в котором установлена турбина, при этом резервуар выполнен в виде емкости, состоящей из корпуса, закрепленного своим плоским дном на задней стенке турбины, и съемной передней крышки, при этом передняя крышка и плоское дно выполнены с радиусным переходом к цилиндрической части емкости, а передняя крышка по центру снабжена конусообразным выступом, направленным вовнутрь емкости и выполненным с вогнутыми криволинейными образующими, переходящими в радиусную часть передней крышки. (См. заявку на изобретение №2012135960 от 22.08.2012 г.).Moreover, the installation is equipped with a tank in which the turbine is installed, and the tank is made in the form of a tank consisting of a housing fixed with its flat bottom on the back wall of the turbine, and a removable front cover, while the front cover and flat bottom are made with a radial transition to the cylindrical part of the container, and the front cover in the center is provided with a conical protrusion directed inside the container and made with concave curvilinear generators passing into the radius part of the front cover. (See application for invention No. 2012135960 dated 08/22/2012).

Известна «Энергетическая установка для преобразования энергии воды в механическую» - патент РФ на полезную модель №123849, МПК F03B 3/04, 2013 г.The well-known "Power plant for converting water energy into mechanical" - RF patent for utility model No. 123849, IPC F03B 3/04, 2013

Установка содержит вихревой эжектор, выполненный с корпусом, содержащим последовательно расположенные и связанные между собой конфузор с входным отверстием, и диффузор, и нагнетательную камеру, сообщающуюся своим входом с устройством для подачи текучей среды под давлением, и выполненную с выпускными соплами, расположенными в выходной части диффузора по всему его периметру и направленными своими осями под углом к оси входного устройства таким образом, чтобы струи, вытекающие из сопел, создавали в проходящем потоке вихрь направленный своим вектором вдоль оси канала, и корпус турбоагрегата с турбиной, представляющий статор, содержащий цилиндрический круговой канал, пристыкованный входом к выходному сечению диффузора и снабженный выпускными окнами, и ротор, снабженный выходным валом, при этом канал выполнен с вихревой камерой, расположенной между диффузором и ротором турбины.The installation comprises a vortex ejector made with a housing containing a confuser arranged in series and connected to each other with an inlet, and a diffuser, and an injection chamber communicating at its inlet with a device for supplying fluid under pressure, and made with exhaust nozzles located in the outlet the diffuser along its entire perimeter and directed by its axes at an angle to the axis of the input device so that the jets flowing from the nozzles create a directed vortex in the flowing stream a vector along the axis of the channel, and a turbine unit housing with a turbine representing a stator containing a cylindrical circular channel, joined by an entrance to the outlet cross section of the diffuser and provided with exhaust windows, and a rotor equipped with an output shaft, the channel being made with a vortex chamber located between the diffuser and turbine rotor.

Недостатком известной установки является то, что текучая среда, прошедшая турбину и обладающая кинетической энергией не используется, а выбрасывается в окружающую среду, что снижает КПД установки в целом.A disadvantage of the known installation is that the fluid passing through the turbine and having kinetic energy is not used, but is released into the environment, which reduces the efficiency of the installation as a whole.

Таким образом, существующие энергетические установки характеризуются низким к.п.д., малой достигаемой мощностью на одном агрегате, требуют создания систем из большого количества агрегатов, обладающих сложностью конструкции, сложны и трудоемки в эксплуатации.Thus, existing power plants are characterized by low efficiency, low achievable power on a single unit, require the creation of systems from a large number of units, having design complexity, are complex and time-consuming to operate.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Задачей полезной модели является разработка конструкции такой энергетической установки, которая позволила бы получать дешевую механическую энергию.The objective of the utility model is to develop the design of such a power plant that would allow obtaining cheap mechanical energy.

Более того, конструкция установки и требования к обеспечению ее работы должны позволять получение в одном агрегате значительной мощности независимо от наличия скорости подводных течений.Moreover, the design of the installation and the requirements for ensuring its operation should allow obtaining significant power in one unit, regardless of the presence of undercurrent speed.

Поставленная задача достигается тем, что в энергетической установке для преобразования энергии текучей среды в механическую, содержащей вихревой эжектор, выполненный в виде совмещенных входного конфузора и выходного диффузора с выпускными соплами и снабженный нагнетательной камерой, связанной с источником высоконапорной текучей среды, и турбоагрегат, выполненный с корпусом турбоагрегата, содержащим турбину с выходным валом и выполненным таким образом, что его входное отверстие состыковано с выходным сечением диффузора вихревого эжектора, образуя канал для прокачки текучей среды, при этом, установка содержит корпус установки, выполненный в виде тела вращения и установленный в разъемном кожухе, при этом, вихревой эжектор и турбоагрегат установлены в цилиндрической проточке корпуса установки, установленного в кожухе таким образом, что между наружной поверхностью корпуса установки и внутренней поверхностью кожуха выполнен возвратный канал для подачи текучей среды, выходящей из турбоагрегата, на вход вихревого эжектора, а кожух выполнен разъемным по оси установки и с отверстием для прохода выходного вала, и снабжен отверстиями для сброса избыточной текучей среды.The problem is achieved in that in a power plant for converting fluid energy into mechanical energy, containing a vortex ejector, made in the form of combined inlet confuser and outlet diffuser with outlet nozzles and equipped with an injection chamber associated with a source of high-pressure fluid, and a turbine unit made with the turbine unit housing containing a turbine with an output shaft and made in such a way that its inlet is aligned with the output section of the vortex ej diffuser ctor, forming a channel for pumping a fluid, while the installation comprises an installation casing made in the form of a body of revolution and installed in a detachable casing, while a vortex ejector and a turbine unit are installed in a cylindrical groove of the installation casing installed in the casing so that between the outer surface of the installation housing and the inner surface of the casing is provided with a return channel for supplying a fluid leaving the turbine unit to the input of the vortex ejector, and the casing is made detachable along the installation axis and with an opening for the passage of the output shaft, and is provided with openings for discharging excess fluid.

Кроме того, кожух выполнен в виде емкости с плоским дном на задней стенке, конусообразной средней части и передней части, выполненной также конусообразной с большим углом конусности и закрывающей емкость, при этом, передняя часть и плоское дно выполнены с радиусными переходами к конусообразной средней части емкости а передняя часть по центру снабжена конусообразным выступом, направленным вовнутрь емкости и выполненным с вогнутыми криволинейными образующими, переходящими в радиусную переднюю часть.In addition, the casing is made in the form of a tank with a flat bottom on the rear wall, a conical middle part and the front part, also made conical with a large angle of taper and covering the tank, while the front part and the flat bottom are made with radial transitions to the conical middle part of the tank and the front part in the center is equipped with a cone-shaped protrusion directed inside the container and made with concave curvilinear generators passing into the radial front part.

Более того, отверстия, предназначенные для сброса избыточной текучей среды, могут быть выполнены перекрываемыми, например, с помощью кранов.Moreover, the openings designed to discharge excess fluid can be made overlapping, for example, using taps.

Такое выполнение установки позволяет повысить ее эффективность за счет повышения КПД.This installation allows you to increase its efficiency by increasing efficiency.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема конструкции энергетической установки в продольном разрезе по оси симметрии и в плоскости разъема корпуса.The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a power plant in longitudinal section along the axis of symmetry and in the plane of the housing connector.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Энергетическая установка для преобразования энергии текучей среды в механическую содержит корпус установки, вихревой эжектор, выполненный в виде совмещенных входного конфузора и выходного диффузора с выпускными соплами и снабженный нагнетательной камерой, связанной с источником высоконапорной текучей среды, и турбоагрегат, выполненный с корпусом турбоагрегата, содержащим турбину свыходным валоми выполненным в виде пустотелого цилиндра таким образом, что его входное отверстие состыковано с выходным сечением диффузора вихревого эжектора, образуя канал для прокачки текучей среды.An energy installation for converting fluid energy into mechanical energy includes a unit body, a vortex ejector made in the form of a combined inlet confuser and outlet diffuser with outlet nozzles and equipped with an injection chamber associated with a source of high-pressure fluid, and a turbine unit made with a turbine unit body containing a turbine output shaft and made in the form of a hollow cylinder so that its inlet is aligned with the output section of the diffuser of the vortex ctor, forming a channel for pumping fluid.

Корпус установки выполнен в виде тела вращения и установлен в разъемном кожухе, при этом, вихревой эжектор и турбоагрегат установлены в цилиндрической проточке корпуса установки, установленного в кожухе таким образом, что между наружной поверхностью корпуса установки и внутренней поверхностью кожуха выполнен возвратный канал для подачи текучей среды, выходящей из турбоагрегата, на вход вихревого эжектора.The installation case is made in the form of a body of revolution and is installed in a detachable casing, while the vortex ejector and turbine unit are installed in a cylindrical groove of the installation case installed in the casing so that between the outer surface of the installation casing and the inner surface of the casing a return channel for supplying fluid is made exiting the turbine unit, at the entrance of the vortex ejector.

Кроме того, кожух выполнен разъемным и по оси установки с отверстием для прохода выходного вала, и снабжен отверстиями для сброса избыточной текучей среды.In addition, the casing is made detachable along the axis of the installation with an opening for the passage of the output shaft, and is equipped with openings for discharging excess fluid.

При этом передний внутренний объем корпуса турбоагрегата предназначен для создания вихревой камеры и размещения центрального тела, а в задней части размещена турбина.In this case, the front internal volume of the turbine unit housing is designed to create a vortex chamber and accommodate the central body, and a turbine is located at the rear.

Кожух выполнен в виде емкости с плоским дном на задней стенке, конусообразной средней части и передней части, выполненной также конусообразной с большим углом конусности и закрывающей емкость, при этом передняя часть и плоское дно выполнены с радиусными переходами к конусообразной средней части емкости, а передняя часть по центру снабжена конусообразным выступом, направленным вовнутрь емкости и выполненным с вогнутыми криволинейными образующими, переходящими в радиусную переднюю часть.The casing is made in the form of a tank with a flat bottom on the rear wall, a conical middle part and the front part, also made conical with a large taper angle and covering the tank, while the front part and the flat bottom are made with radial transitions to the conical middle part of the tank, and the front part in the center is equipped with a cone-shaped protrusion directed inside the container and made with concave curvilinear generators passing into the radial front part.

Отверстия, предназначенные для сброса избыточной текучей среды, могут быть выполнены перекрываемыми, например, с помощью кранов.The holes designed to discharge excess fluid can be made overlapping, for example, using taps.

Энергетическая установка для преобразования энергии текучей среды в механическую реализуется следующим образом.A power plant for converting fluid energy into mechanical energy is implemented as follows.

Пример реализации установки приведен на чертеже.An example implementation of the installation is shown in the drawing.

Установка содержит корпус 1, в котором размещены вихревой эжектор 2 и турбоагрегат 3.The installation comprises a housing 1, in which a vortex ejector 2 and a turbine unit 3 are placed.

Корпус 1 выполнен в виде тела вращения и установлен в кожухе 4, выполненным разъемным и несущим в передней и задней своих частях радиальные пилоны (на схеме не показано), обеспечивающие установку и съем корпуса любым известным образом при разъеме кожуха.The casing 1 is made in the form of a body of revolution and is installed in the casing 4, made detachable and bearing radial pylons (not shown in the diagram) in the front and rear parts, which ensure the installation and removal of the casing in any known manner when the casing is connected.

Кожух 4 выполнен в виде емкости с плоским дном на задней стенке, конусообразной средней части и передней части, выполненной также конусообразной с большим углом конусности и закрывающей емкость, при этом передняя часть и плоское дно выполнены с радиусными переходами конусообразной средней части емкости, а передняя часть по центру снабжена конусообразным выступом, направленным вовнутрь емкости и выполненным с вогнутыми криволинейными образующими, переходящими в радиусную переднюючасть. В центральной части плоского дна по оси установки выполнено отверстие для прохода выходного вала турбоагрегата 5 и установки уплотнительного узла 6.The casing 4 is made in the form of a tank with a flat bottom on the rear wall, a conical middle part and the front part, also made conical with a large taper angle and closing the tank, while the front part and the flat bottom are made with radial transitions of the conical middle part of the tank, and the front part the center is equipped with a cone-shaped protrusion directed inside the container and made with concave curvilinear generators passing into the radial front part. In the central part of the flat bottom along the installation axis, an opening is made for the passage of the output shaft of the turbine unit 5 and the installation of the sealing assembly 6.

Вихревой эжектор 2 установлен в цилиндрической проточке корпуса 1 и выполнен в виде совмещенных входного конфузора 7 и выходного диффузора 8 с большим углом раскрытия.A vortex ejector 2 is installed in a cylindrical groove of the housing 1 and is made in the form of a combined inlet confuser 7 and an outlet diffuser 8 with a large opening angle.

Вихревой эжектор 2 снабжен нагнетательной камерой.The vortex ejector 2 is equipped with a discharge chamber.

Нагнетательная камера 9 выполнена в корпусе вихревого эжектора 4 и представляет собой в поперечном сечении симметричную относительно оси эжектора кольцевую емкость, выполненную вокруг диффузора и образуемую передней, задней и кольцевой стенками, сопряженными между собой радиусными переходами.The injection chamber 9 is made in the body of the vortex ejector 4 and is in cross section a ring container symmetrical about the axis of the ejector, made around the diffuser and formed by the front, rear and annular walls, interconnected by radius transitions.

Нагнетательная камера 9 выполнена с входным отверстием для установки трубопровода 10, связанного с источником высоконапорной текучей средыдля подачи под давлением внутрь канала эжектирующей текучей среды. В качестве источника высоконапорной текучей среды может быть использован любой компрессор или насос, создающие требуемое избыточное давление. Задняя стенка 11 нагнетательной камеры 9 выполнена плоской и с входными отверстиями, расположенными по всей своей окружности, для подачи текучей среды в выпускные сопла 12. Сопла 12 расположены в выходной части диффузора по всему его периметру и направлены своими осями под углом, равным 7-30° к оси эжектора при виде на поверхность корпуса в плане.The injection chamber 9 is made with an inlet for installing a pipe 10 connected to a source of high-pressure fluid for supplying pressurized fluid into the channel of the ejection fluid. As a source of high-pressure fluid, any compressor or pump can be used to create the required overpressure. The rear wall 11 of the injection chamber 9 is made flat and with inlet openings located around its entire circumference to supply fluid to the outlet nozzles 12. The nozzles 12 are located in the outlet of the diffuser around its entire perimeter and are directed by their axes at an angle of 7-30 ° to the axis of the ejector when viewed from the surface of the housing in plan.

Выпускные сопла 12 могут быть выполнены отклоненными дополнительно в диаметральной плоскости канала по направлению к его оси на угол, равный 0,5-12°.The exhaust nozzles 12 can be made deviated further in the diametrical plane of the channel towards its axis by an angle equal to 0.5-12 °.

Входное отверстие конфузора 7 выполнено с радиусным закруглением, образующим с соответствующим закруглением корпуса обтекаемую входную губу для поворота возвратной струи текучей среды и захода ее в конфузор.The inlet of the confuser 7 is made with a radial rounding, forming with a corresponding rounding of the body a streamlined inlet lip for turning the return stream of the fluid and its entry into the confuser.

Турбоагрегат 3 выполнен с корпусом 13, в котором размещена турбина. Корпус 13 выполнен в виде пустотелого цилиндра установленного в цилиндрической проточке корпуса 1 таким образом, что его входное отверстие состыковано с выходным сечением диффузора вихревого эжектора, образуя канал для прокачки текучей среды. Передний внутренний объем корпуса 13 предназначен для создания вихревой камеры 14 и размещения центрального тела 15, а в задней части размещена осевая турбина 16 и направляющий аппарат 17.The turbine unit 3 is made with a housing 13 in which the turbine is located. The housing 13 is made in the form of a hollow cylinder installed in a cylindrical groove of the housing 1 in such a way that its inlet is connected to the outlet cross section of the vortex ejector diffuser, forming a channel for pumping a fluid. The front internal volume of the housing 13 is designed to create a vortex chamber 14 and accommodate the central body 15, and an axial turbine 16 and a guide apparatus 17 are located in the rear part.

Вихревая камера 14 выполнена по длине таким образом, чтобы струи текучей среды, вытекающие из сопл, создавали в потоке, проходящем через канал, вихрь, направленный своим вектором вдоль оси канала. Длина вихревой камеры 37 выбирается достаточной для создания в потоке устойчивой вихревой структуры и зависит от угла отклонения сопел, т.е. при меньшем угле отклонения сопл длина вихревой камеры будет больше.The vortex chamber 14 is made in length so that the jets of fluid flowing from the nozzles create in the stream passing through the channel a vortex directed by its vector along the axis of the channel. The length of the vortex chamber 37 is chosen sufficient to create a stable vortex structure in the flow and depends on the angle of deviation of the nozzles, i.e. with a smaller nozzle deflection angle, the vortex chamber will be longer.

Центральное тело 15 установлено по оси корпуса 13 с помощью радиальных обтекаемых стоек 18, выполнено в виде тела вращения оживальной формы и предназначено для увеличения разрежения в вихревой камере при проходе потока.The central body 15 is installed along the axis of the housing 13 with the help of radial streamlined pillars 18, made in the form of a body of revolution of a revival shape and is intended to increase the vacuum in the vortex chamber during the passage of flow.

Турбина может иметь одну или несколько осевых ступеней и установлена на выходном валу турбоагрегата 5, установленном в подшипниковых узлах, размещенных в центральном теле 15 и задней стенке 19, закрепленной в корпусе 13 с помощью радиальных стоек. На выходном валу турбоагрегата 5 за задней стенкой 19 установлена также радиальная ступень турбины 20 с лопатками 21, назначение которой кроме создания дополнительного крутящего момента также и поворот выходящего потока из турбоагрегата на 90° для направления его на вход вихревого эжектора 2.The turbine may have one or more axial stages and is mounted on the output shaft of the turbine unit 5 mounted in bearing units located in the central body 15 and the rear wall 19, mounted in the housing 13 using radial struts. On the output shaft of the turbine unit 5 behind the rear wall 19 there is also a radial stage of the turbine 20 with blades 21, the purpose of which, in addition to creating additional torque, is also to rotate the output stream from the turbine unit by 90 ° to direct it to the entrance of the vortex ejector 2.

Кроме того, количество ступеней турбины зависит от необходимости получения требуемой мощности и от возможностей источника энергии. Так установка может содержать одну радиальную ступень и быть работоспособной и достаточно востребованной. Возможно использование двух турбин, как это принято, например, в судостроении, где главная турбина высокого давления служит для привода ходового винта, а вспомогательная - низкого давления служит для привода вспомогательных агрегатов. При этом, каждая турбина будет работать на своем давлении: осевая на высоком, а радиальная на низком и и каждая из них будет выдавать механическую энергию для своего потребителя со своим КПД.In addition, the number of stages of the turbine depends on the need to obtain the required power and on the capabilities of the energy source. So the installation may contain one radial stage and be operable and quite in demand. It is possible to use two turbines, as is customary, for example, in shipbuilding, where the main high-pressure turbine serves to drive the lead screw, and the auxiliary low-pressure turbine serves to drive auxiliary units. At the same time, each turbine will operate at its own pressure: axial at high, and radial at low and each of them will produce mechanical energy for its consumer with its own efficiency.

Задняя стенка кожуха 4 снабжена отверстиями 22, расположенными по окружности вокруг оси установки и предназначенными для сброса избыточной текучей среды.The rear wall of the casing 4 is provided with openings 22 located around the circumference around the axis of the installation and designed to discharge excess fluid.

Отверстия 22, предназначенные для сброса избыточной текучей среды, могут быть выполнены перекрываемыми, например, с помощью кранов. После наполнения кожуха текучей средой и в начале работы установки краны могут открываться. Более того, с помощью кранов может изменяться режим работы установки за счет изменения давления внутри ее.The holes 22, designed to discharge excess fluid, can be made overlapping, for example, using taps. After filling the casing with fluid and at the beginning of the installation, the taps can open. Moreover, with the help of cranes, the operating mode of the installation can be changed by changing the pressure inside it.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При подаче высоконапорной текучей среды в нагнетательную камеру 9. она через сопла 12 впрыскивается под давлением в вихревую камеру 14, где струи, вытекающие из сопел ускоряют среду, находящуюся в канале и создают поток 24 на входе в эжектор. Более того, за счет отклонения сопел в потоке среды создается вихрь. Возникающий вихрь создает в области канала вокруг центрального тела разрежение, благодаря чему создается дополнительный поток, усиливающий поток 24, устремляющийся в канал. Поток среды в канале смешивается с эжектирующей средой из сопел, получает дополнительную энергию и превращается в вихревой ускоренный поток. Вихревой поток поступает на турбину, где он, проходя осевые ступени 16 и радиальную ступень 20, срабатывается, после чего выбрасывается в канал, образованный между корпусом 1 и внутренней поверхностью кожуха 4 в виде потока 25 и поступает на вход эжектора, увеличивая мощность входного потока 24.When a high-pressure fluid is supplied to the discharge chamber 9. it is injected through the nozzles 12 under pressure into the vortex chamber 14, where the jets emerging from the nozzles accelerate the medium in the channel and create a stream 24 at the inlet of the ejector. Moreover, due to the deviation of the nozzles in the medium flow, a vortex is created. The resulting vortex creates a rarefaction in the channel region around the central body, due to which an additional flow is created, amplifying the flow 24, rushing into the channel. The flow of medium in the channel is mixed with the ejection medium from the nozzles, receives additional energy and turns into an accelerated vortex flow. The vortex flow enters the turbine, where it, passing the axial stages 16 and the radial stage 20, is triggered, after which it is discharged into the channel formed between the housing 1 and the inner surface of the casing 4 in the form of a stream 25 and enters the ejector input, increasing the power of the input stream 24 .

Таким образом, на турбине создается механическая энергия, которая может быть использована различными потребителями, в том числе и для получения электроэнергии.Thus, mechanical energy is generated on the turbine, which can be used by various consumers, including for generating electricity.

Создание разрежения в потоке текучей среды в вихревом эжекторе и использование кинетической энергии потока, прошедшего турбину и подаваемого на вход вихревого эжектора, позволяет повысить К.П.Д. установки, что приводит к снижению себестоимости получаемой механической энергии.The creation of rarefaction in a fluid flow in a vortex ejector and the use of the kinetic energy of the stream passing through the turbine and supplied to the inlet of the vortex ejector makes it possible to increase KPD installation, which leads to lower costs of mechanical energy.

Claims (1)

Энергетическая установка для преобразования энергии текучей среды в механическую, содержащая вихревой эжектор, выполненный в виде совмещенных входного конфузора и выходного диффузора с выпускными соплами и снабженный нагнетательной камерой, связанной с источником высоконапорной текучей среды, и турбоагрегат, выполненный с корпусом турбоагрегата, содержащим турбину с выходным валом и выполненным таким образом, что его входное отверстие состыковано с выходным сечением диффузора вихревого эжектора, образуя канал для прокачки текучей среды, отличающаяся тем, что содержит корпус установки, выполненный в виде тела вращения и установленный в разъемном кожухе, вихревой эжектор и турбоагрегат установлены в цилиндрической проточке корпуса установки, а между наружной поверхностью корпуса установки и внутренней поверхностью кожуха выполнен возвратный канал для подачи текучей среды, выходящей из турбоагрегата, на вход вихревого эжектора, при этом кожух выполнен с отверстием для прохода выходного вала и снабжен отверстиями для сброса избыточной текучей среды.A power plant for converting fluid energy into mechanical energy, containing a vortex ejector made in the form of a combined inlet confuser and outlet diffuser with exhaust nozzles and equipped with an injection chamber connected to a source of high-pressure fluid, and a turbine unit made with a turbine unit housing containing a turbine with an outlet shaft and made in such a way that its inlet is aligned with the outlet cross section of the vortex ejector diffuser, forming a channel for pumping fluid red, characterized in that it contains the installation casing, made in the form of a body of revolution and installed in a detachable casing, a vortex ejector and a turbine unit are installed in a cylindrical groove of the installation casing, and between the outer surface of the installation casing and the inner surface of the casing there is a return channel for supplying fluid, leaving the turbine unit, at the entrance of the vortex ejector, while the casing is made with a hole for the passage of the output shaft and is equipped with holes for discharging excess fluid.
RU2016115591U 2016-04-21 2016-04-21 Installation for converting fluid energy into mechanical energy RU174685U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115591U RU174685U1 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Installation for converting fluid energy into mechanical energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115591U RU174685U1 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Installation for converting fluid energy into mechanical energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU174685U1 true RU174685U1 (en) 2017-10-25

Family

ID=60154185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115591U RU174685U1 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Installation for converting fluid energy into mechanical energy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU174685U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136955C1 (en) * 1997-08-15 1999-09-10 Магакьян Валерий Сосикович Engine
RU2376493C2 (en) * 2007-12-10 2009-12-20 Юрий Иванович Безруков Electrohydraulic motor
RU123849U1 (en) * 2012-08-22 2013-01-10 Владимир Тарасович Шведов POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL
RU2511798C1 (en) * 2012-12-27 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" Hydro-electric ejection power plant
WO2014194348A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 Elemental Energy Technologies Limited An ejector for a power generator and a power generator assembly
WO2015023200A1 (en) * 2013-05-09 2015-02-19 S.C. Topintel Consult S.R.L. Ejector type turbine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2136955C1 (en) * 1997-08-15 1999-09-10 Магакьян Валерий Сосикович Engine
RU2376493C2 (en) * 2007-12-10 2009-12-20 Юрий Иванович Безруков Electrohydraulic motor
RU123849U1 (en) * 2012-08-22 2013-01-10 Владимир Тарасович Шведов POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL
RU2511798C1 (en) * 2012-12-27 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" Hydro-electric ejection power plant
WO2015023200A1 (en) * 2013-05-09 2015-02-19 S.C. Topintel Consult S.R.L. Ejector type turbine
WO2014194348A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-11 Elemental Energy Technologies Limited An ejector for a power generator and a power generator assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2667672C (en) Wind power installation and method for generation of electric power from ambient air in motion
US9322385B1 (en) Hydro vortex enabled turbine generator
US4275989A (en) Reversible pump-turbine
CA2549749C (en) Control jet for hydraulic turbine
EA001034B1 (en) Windmill power plant
CN110242480A (en) A kind of pipe generator and its motor-driven valve
US8946922B1 (en) Reverse flow hydroelectric generator
RU174685U1 (en) Installation for converting fluid energy into mechanical energy
KR101622537B1 (en) Power generating apparatus having centripetal diffuser and turbine
CZ2011107A3 (en) Vane machine
RU123849U1 (en) POWER PLANT FOR TRANSFORMING WATER ENERGY INTO MECHANICAL
KR20130006243A (en) A multiplicity spiral turbine water power generator system
SU1121482A1 (en) Wind power plant
KR102039818B1 (en) Power generation apparatus of ship using hydraulic power
US20150275913A1 (en) Hydraulic Turbines with Exit Flow Direction Opposite to its Inlet Flow Direction
RU180313U1 (en) SHIP STEAM POWER PLANT WITH CLOSED TURBINE
RU179502U1 (en) WIND ENGINE
GB2608806A (en) Underwater hydro turbine with radial waterjet nozzles
RU148244U1 (en) AUTONOMOUS POWER GENERATING INSTALLATION
RU2551145C1 (en) Method to produce wind energy and convert it into other types of energy and wind-energy device for its realisation
RU2506686C2 (en) Method of electric power generation to supply automatic controls of pipelines
WO2014031038A2 (en) Power plant for converting energy from a fluid medium into mechanical energy
RU171005U1 (en) WIND ENGINE
CN207989222U (en) A kind of coaxial coupling type minitype wheel generator
RU182304U1 (en) WIND ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180422