Турбогенератор

Турбогенератор относится к газовой промышленности, а именно к области распределения природного газа на газораспределительных станциях (ГРС) и может быть использован в качестве автономного источника электроэнергии.

Турбогенератор содержит корпус с входным и выходным отверстиями, размещенными в его полости турбиной и генератором. Турбина расположена со стороны входного отверстия. Герметичный выход для вывода электрических кабелей размещен на торцевой крышке с выходным отверстием, а ось герметичного выхода находится под острым углом к оси вращения ротора. Предложенное техническое решение позволяет во время эксплуатации упростить сборку и разборку при техническом обслуживании, а также повысить надежность за счет упрощения конструкции корпуса находящегося под высоким давлением.

Заявляемая полезная модель относится к газовой промышленности, а именно, к области транспортировки и распределения природного газа на компрессорных и газораспределительных станциях (ГРС) магистральных трубопроводов, и может быть использована для создания автономных источников электроэнергии на ГРС.

Известен турбогенератор (см. патент РФ 2047059, 1995 г.), содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, размещенные в его полости радиальную турбину и генератор с образованием проточного канала между корпусом и генератором, радиальная турбина расположена со стороны входного отверстия, ее вращающаяся часть соединена с ротором генератора, который установлен в корпусе на подшипниковых опорах качения, а статор генератора и неподвижная часть турбины закреплены на корпусе. Недостатком аналога является неопределенность в решении вопроса вывода электрических кабелей от генератора наружу.

Ближайшим из прототипов является турбогенератор (см. свидетельство на ПМ РФ 23670), содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, размещенные в его полости турбину и генератор с образованием проточного канала между корпусом и генератором. Турбина расположена со стороны входного отверстия. Ее вращающаяся часть соединена с ротором генератора, который установлен в корпусе в подшипниковых опорах. Статор генератора и неподвижная часть турбины закреплены через обтекаемые стойки на корпусе. Также на корпусе, но снаружи, закреплена коробка вывода электрических кабелей.

Недостатками прототипа является увеличение поперечных размеров корпуса турбогенератора, т.е. усложнение конструкции, т.к. герметичный выход для вывода электрических кабелей выполнен через боковую стенку корпуса, а также сложность в сборке, т.к. вывод электрических кабелей выполнен в боковой поверхности корпуса и ось вывода находится под прямым углом к оси ротора.

Заявляемый турбогенератор, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, размещенные в его полости турбину и генератор с образованием проточного канала между корпусом и генератором. Турбина расположена со стороны входного отверстия, ее вращающаяся часть соединена с ротором генератора, который установлен в корпусе в подшипниковых опорах, а статор генератора и неподвижная часть турбины закреплены на корпусе. Герметичный выход для вывода электрических кабелей выполнен в торцевой крышке с выходным отверстием.

Техническим решением полезной модели является выполнение герметичного выхода для вывода электрических кабелей в торцевой крышке корпуса с выходным отверстием, что позволяет упростить конструкцию и ускорить сборку турбогенератора в сравнении с прототипом, где вывод выполнен в боковой поверхности корпуса и ось вывода находится под прямым углом к оси ротора, ось герметичного выхода находится под острым углом к оси вращения ротора, что позволяет осуществить осевую сборку турбогенератора при сохранении осевого выходного отверстия и уменьшить поперечные размеры турбогенератора. Конструкция турбогенератора упрощается за счет того, что на трубе с фланцами отсутствует коробка вывода электрических кабелей. Порядок сборки турбогенератора упрощается за счет того, что статор генератора просто вставляется в трубу с фланцами без промежуточного завода электрических кабелей в боковую прорезь поверхности трубы корпуса.

Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции и ускорение сборки. Указанная цель достигается благодаря тому, что герметичный выход для вывода электрических кабелей выполнен в торцевой крышке с выходным отверстием.

В результате проведенных патентных исследований не выявлено аналогичных технических решений, что позволяет предположить соответствие заявляемой полезной модели критерию новизна.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен продольный разрез заявляемого турбогенератора.

Рассмотрим устройство заявляемого турбогенератора на примере турбогенератора МДГ-20. Турбогенератор МДГ-20 содержит корпус 1 в виде трубы с фланцами, образующими входное 2 и выходное 3 отверстия, и размещенные в его полости турбину 4 и генератор 5 с образованием проточного канала 6 между генератором 5 и корпусом 1. Сопловой аппарат 7 турбины 4 и статор генератора 8 генератора 5 закреплены на корпусе 1. Турбина 4 расположена со стороны входного отверстия 2. На совмещенном роторе 9 установлена турбина 4, постоянные магниты (на схеме не показаны) генератора 5, а также лепестковые

2

газодинамические подшипники, опорные 10 и упорный 11. Турбогенератор снабжен герметичным выходом 12 для вывода электрических кабелей. Он выполнен в торцевой крышке 13 корпуса 1 с выходным отверстием 3 под острым углом к оси вращения ротора.

Работает МДГ-20 следующим образом: Природный газ через вход 2 поступает на турбину 4 и приводит во вращение ротор 9. Генератор 5 создает нагрузку на роторе 9, осуществляя преобразование механической энергии ротора 9 в электрическую энергию переменного тока. Система газодинамических лепестковых подшипников 10 и 11 обеспечивает бесконтактный подвес ротора 9, исключая потери на трение и износ вращающихся узлов турбогенератора. Выйдя из турбины 4, газ проходит через полость 6 между корпусом 1 и генератором 5, и, далее, проходя через торцевую крышку 13 выходит через выходное отверстие 3. Для регулирования режимов работы турбогенератора предусмотрена система управления. Благодаря выполнению герметичного выхода электрических кабелей 12 в торцевой крышке 13 корпуса 1 можно упростить сборку турбогенератора исключив операцию по заведению электрических кабелей в боковую прорезь поверхности трубы корпуса и, соответственно, упростить конструкцию корпуса уменьшив поперечные габариты турбогенератора в сравнении с прототипом, где выход для вывода электрических кабелей выполнен в боковой поверхности корпуса, а ось вывода находится под прямым углом к оси ротора.

Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков в заявляемом устройстве решается полностью поставленная техническая задача, вытекающая из уровня техники, и, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».

Турбогенератор, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, размещенные в его полости турбину и генератор с образованием проточного канала между корпусом и генератором, турбина расположена со стороны входного отверстия, ее вращающаяся часть соединена с ротором генератора, который установлен в корпусе в подшипниковых опорах, а статор генератора и неподвижная часть турбины закреплены на корпусе с герметичным выходом для вывода электрических кабелей, отличающийся тем, что герметичный выход для вывода электрических кабелей выполнен в торцевой крышке с выходным отверстием, а ось герметичного выхода находится под острым углом к оси вращения ротора.

РИСУНКИ