ГИДРОТУРБИНА К.М.БЕЛОВА Российский патент 1998 года по МПК F01C1/344 F03B7/00 

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, а именно к ротационным пластинчатым машинам и может быть использовано, например, в качестве гидротурбины малой гидроэлектростанции.

В качестве прототипа изобретения принята ротационно-пластинчатая машина, содержащая корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками, расположенный в корпусе ротор с радиальными пазами, в которых установлены пластины (см. патент СССР N 1056920, кл. F 04 C 2/344, 1983).

Недостатком данной машины является низкий коэффициент полезного действия ее.

Задача, решаемая изобретением, - повышение коэффициента полезного действия гидротурбины.

Сущность изобретения заключается в том, что в гидротурбине, содержащей корпус с торцевыми крышками, впускным и выпускным патрубками и концентрично размещенный в корпусе ротор с радиальными пазами, в которых расположены подвижные пластины, в корпусе параллельно и встречно первому установлен второй аналогичный ротор, на внутренних торцевых поверхностях крышек выполнены копиры в виде канавок, на свободных поверхностях крышек выполнены копиры в виде канавок, на свободных торцевых концах пластин выполнены штыри, взаимодействующие с канавками, а в верхней части корпуса на всю его длину между роторами установлена обтекаемая направляющая.

На чертеже изображен общий вид гидротурбины в разрезе.

Гидротурбина содержит корпус 1 с впускным 2 и выпускным 3 патрубками и торцевыми крышками 4 (на чертеже видна только задняя крышка). На внутренних поверхностях торцевых крышек 4 выполнены копиры в виде канавок 5. В корпусе 1 параллельно и встречно друг другу установлены два одинаковых ротора 6 с радиальными пазами 7, в которых расположены пластины 8, имеющие на своих торцевых концах штыри 9, взаимодействующие с канавками 5. Между пластинами 8 образованы заполняемые водой рабочие полости 10. В верхней части корпуса 1 на всю его длину между роторами 6 установлена обтекаемая направляющая 11.

Гидротурбина работает следующим образом.

Вода поступает через впускной патрубок 2, разделяется направляющей 11 на два потока и заполняет рабочие полости 10. Столб воды, высота которого определяется расстоянием меду пластинами и уровнем воды в водохранилище, давит на пластины 8 и заставляет вращаться роторы 6. При этом происходит последовательное и поочередное заполнение и опорожнение рабочих полостей 10. Радиальное движение пластин 8 в пазах 7 роторов 6 происходит под действием штырей 9, скользящих в канавках 5.

Таким образом, происходит непрерывный процесс протекания воды из впускного патрубка через рабочие камеры к выпускному патрубку и вращения роторов. Крутящий момент от роторов может быть использован, например, для привода электрогенераторов.

По сравнению с обычным водяным колесом коэффициент полезного действия предлагаемой гидротурбины повышен за счет того, что вода воздействует на пластины, начиная от самого верха роторов до их низа, т.е. почти в течение половины оборота ротора, в то время как в водяном колесе вода воздействует на рабочие лопатки только в течение четверти оборота, а далее сливается на выпуск. Кроме того, применение двух роторов одновременно в одном агрегате также позволяет повысит КПД гидротурбины. Устойчивая и надежная работа пластин обеспечивается за счет того, что вода является в данном случае смазкой, а частота вращения ротора небольшая, так как данная гидротурбина предназначена для работы при небольшом напоре воды.

Изобретение может быть использовано в качестве гидротурбины малой гидроэлектростанции. В корпусе 1 гидротурбины параллельно и встречно друг другу установлены два одинаковых ротора 6. Пластины 8 установлены в радиальных пазах 7 роторов 6. Штыри 9 выполнены на торцевых концах пластин 8. На внутренних поверхностях торцевых крышек 4 выполнены копиры в виде канавок 5. Штыри 9 взаимодействуют с канавками 5. В верхней части корпуса 1 между роторами 6 установлена обтекаемая направляющая 11. Применение двух роторов одновременно и воздействие воды на пластины, начиная от самого верха роторов до их низа, обеспечивает повышение КПД. 1 ил.

Гидротурбина, содержащая корпус с торцевыми крышками, впускными и выпускными патрубками и концентрично размещенный в корпусе ротор с радиальными пазами, в которых расположены подвижные пластины, отличающаяся тем, что в корпусе параллельно и встречно первому установлен второй аналогичный ротор, на внутренних поверхностях торцевых крышек выполнены копиры в виде канавок, на свободных торцевых концах пластин выполнены штыри, взаимодействующие с канавками, а в верхней части корпуса на всю его длину между роторами установлена обтекаемая направляющая.