Гидротурбина

Изобретение относится к гидравлическим двигателям и гидротурбинам и может быть использовано в качестве привода для электрогенераторов. Гидротурбина содержит установленный на рабочем валу ротор, который составлен из сердечника и одноразмерных, касающихся друг друга отрезков труб, расположенных по окружности сердечника. Согласно изобретению, оси отрезков труб криволинейны и расположены в плоскости, перпендикулярной оси ротора. Устройство может быть выполнено с ротором, содержащим более чем одну секцию, которые последовательно установлены на рабочем валу. Упрощается конструкция, снижаются трудозатраты на изготовление, повышается к.п.д.

Предложение относится к гидравлическим двигателям и гидротурбинам и может быть использовано в качестве привода для электрогенераторов.

По своей конструкции предлагаемая гидротурбина относится к радиальным, в которых направление потока рабочего тела (воды, пара) перпендикулярно оси вала турбины. По конструкции рабочего колеса она относится к чашечным. Под воздействием потока рабочего тела на чашу, рабочее колесо поворачивается, выполняя работу, а после перемещения чаши, под поток поступает следующая чаша.

Известны различные радиальные чашечные гидротурбины, в которых лопатки рабочего колеса выполнены вогнутыми (RU 2191919, F03B 17/06, 2002: RU 2306452, F03B 3/00, 2007). Подобные гидротурбины производятся также на предприятиях Армении ООО Хорда и ОАО Интерстанок (www.khorda.am, www.spyur.am/interstanok).

Недостатками известных гидротурбин являются сложность конструкции, низкий к.п.д. и большая трудоемкость изготовления.

Прототипом предлагаемого решения является гидротурбина, ротор которого составлен из расположенных по окружности, примыкающих друг к другу одинаковых отрезков труб с продольными срезами. Отрезки труб расположены так, что одна часть каждой трубы выполняет роль пластины, а другая часть - роль корпуса ротора (RU 2244155, F03B 7/00,2004). Это решение имеет те же вышеуказанные недостатки.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции, повышение к.п.д. и снижение трудоемкости изготовления.

Сущность предложения состоит в том, что в гидротурбине, содержащей установленный на рабочем валу ротор, составленный из сердечника и расположенных по окружности сердечника, примыкающих друг к другу одинаковых отрезков труб, согласно предложению, оси отрезков труб криволинейны и расположены в плоскости, перпендикулярной оси вала.

Сущность предложения состоит также в том, что угол между плоскостью свободного торца отрезка трубы и осью трубы составляет 80°-100°.

Сущность предложения состоит еще и в том, что сочленяемый конец рабочего вала выполнен коническим в виде двухзаходного червяка.

Сущность предложения состоит также в том, что на рабочий вал установлена более, чем одна секция ротора.

Сущность предложения поясняется чертежами.

На фиг. 1 и 2 предлагаемая гидротурбина показана в двух проекциях.

На фиг. 3 турбина показана в положении, насаженном на рабочий вал.

На фиг. 4 и 5 показаны варианты осуществления рабочего вала.

На фиг. 6 показана связь турбина - генератор.

На фиг. 7 показан вариант осуществления с установленной на рабочем валу более чем одной секцией ротора.

На фиг. 8 показан многосекционный вариант осуществления турбины.

Ротор гидротурбины состоит из сердечника 1, лопастей 2, размещенных по окружности сердечника и втулки 3 связи с рабочим валом.

Лопасти 2 выполнены в виде одинаковых отрезков труб, оси которых криволинейны. Угол между плоскостью свободного торца и осью трубы составляет 80°-100°. В изображенном на фиг. 1 варианте осуществления, этот угол показан равным 90°. Отрезки труб прикреплены к сердечнику 1 без зазора между ними, то-есть они касаются друг друга. Оси труб расположены в плоскости, перпендикулярной оси ротора.

Ротор со своей втулкой 3 закреплен на рабочем валу 4, свободный конец которого, то-есть конец, обращенный к электрогенератору может быть выполнен в различных вариантах - цилиндрическим (фиг. 3), коническим (фиг. 4), а также в известных в технике других формах. В одном из вариантов осуществления конический свободный конец выполнен в виде двухзаходного червяка (фиг. 5). Направление червяка (правое или левое) выбрано так, что при работе с сочлененным генератором 5 имеет место самозатягивание (фиг. 6).

В варианте осуществления на рабочий вал насажены более чем одна секция ротора (фиг. 7 и фиг. 8). Для получения электроэнергии, многосекционные конструкции могут быть установлены и на водном транспорте - на корме и по бортам судна.

В качестве рабочего тела может быть взят и пар. На фиг. 8 показана работающая паром многосекционная система, которая насажена на подшипники 6 и связана с электрогенератором через редуктор 7. Пар подается с одной или с двух сторон через вентили 8 и сопла 9. Редуктор 7 показан только на фиг. 8, однако ясно, что он может быть установлен и на любом из вариантов осуществления.

Благодаря простоте конструкции снижается трудоемкость изготовления турбины. Турбина может быть изготовлена даже силами использующего предприятия. Благодаря возможности самозатягивания рабочего вала, исключаются боковые и осевые люфты и обусловленные ими потери к.п.д..

1. Гидротурбина, содержащая установленный на рабочем валу ротор, составленный из сердечника и расположенных по окружности сердечника, примыкающих друг к другу одинаковых отрезков труб, отличающаяся тем, что оси отрезков труб криволинейны и расположены в плоскости, перпендикулярной оси вала.

2. Гидротурбина по п. 1, отличающаяся тем, что угол между плоскостью свободного торца отрезка трубы и осью трубы составляет 80°-100°.

3. Гидротурбина по п. 1, отличающаяся тем, что сочленяемый конец рабочего вала выполнен коническим в виде двухзаходного червяка.

4. Гидротурбина по п. 1, отличающаяся тем, что на рабочий вал установлена более чем одна секция ротора.