Воздушная турбина
Использование: энергетика, преимущественно воздушные турбины для освоения волновой энергии в установках типа столба Масуды. Сущность изобретения: на валу ступицы 1 воздушной турбины расположены связанные с тягами 2 лопасти, каждая из которых выполнена в виде гибкой пластины 3 и соединенных с ее кромками профилированных стержней, причем стержень 4 ведущей кромки пластины 3 установлен на ступице радиально с возможностью поворота , а стержень 5 соединен с периферийной кромкой пластины 3. Тяги 2 расположены попарно со стороны стержней 4 ведущих кромок пластин и закреплены на периферии наружной поверхности стержня ведущей кромки пластины 3 одними концами пары, а на ступице 1 - другими концами пары. 1 ил. СО с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1768798 А1 (я)з F 03 0 7/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4865747/06 (22) 10.09.90 (46) 15.10.92. 6en. Q 38 (71) Одесский филиал Государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института морского транспорта (72) ВВ. Бурячок и В.Н. Кирлан (56) Авторское свидетельство СССР
М 77954, кл. F 01 D 9/02, 1939.
Авторское свидетельство СССР
М 1089283, кл, F 01 D 7/02, 1986.
Авторское свидетельство СССР
В 1302009, кл. F 03 D 7/02, 1985, (54) ВОЗДУШНАЯ ТУРбИНА (57) Использование: энергетика, преимущественно воздушные турбины для освоения волновой энергии в установках типа столба
Масуды, Сущность изобретения: на валу ступицы 1 воздушной турбины расположены связанные с тягами 2 лопасти, каждая из которых выполнена в виде гибкой пластины
3 и соединенных с ее кромками профилированных стержней, причем стержень 4 ведущей кромки пластины 3 установлен на ступице радиально с возможностью поворота, а стержень 5 соединен с периферийной кромкой пластины 3, Тяги 2 расположены попарно со стороны стержней 4 ведущих кромок пластин и закреплены на периферии наружной поверхности стержня ведущей кромки пластины 3 одними концами пары, а на ступице 1 — другими концами пары. l ил.
3 1768798 4
ы. Формула изобретения р Воздушная турбина, содержащая заа крепленную на валу ступицу и располо>кенные на ней и связанные с тягами лопасти. каждая из которых выполнена в виде гибкой
Изобретение относится к энергетике, преимущественно к низконапорным быстроходным воздушным турбинам для освоения волновой энергии в установках типа столба Масуды. Основная задача здесь— обеспечить однонаправленное вращение турбины в знакопеременном потоке воздуха.
Она решается применением односторонних клапанов, известных направляющих аппаратов. Односторонние клапаны создают ударные нагрузки в системе и быстро изнашиваются. Направляющие аппараты громоздки и сложны в изготовлении, так как выполняются преимущественно литьем. От названных недостатков свободны осевые турбины с упруго-поворотными лопастями (см. 3).
Решением, наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является воздушная турбина — прототип, Она включает ступицу, гибкие тяги и лопасти в виде гибких пластин с профилированными стержнями по кромкам, причем стержень ведущей кромки установлен в ступице радиально с возможностью поворота вокруг своей оси. В полости ступицы расположен шестеренчатый механизм синхронизации поворота лопастей. Расположенные вне ступицы гибкие тяги обеспечивают поворот задней кромки и всей лопасти на заданный угол. Они соединяют ступицы с консолями. закрепленными к концам стержней задних кромок лопастей.
Главными недостатками прототипа являются: большой изгибающий момент в заделке стержня ведущей кромки и малые, допускаемые по условиям прочности, углы поворота лопасти. Допускаемая относительная деформация е (отношение удлинения к первоначальной длине при изгибе и растяжении) для большинства металлов измеряется тысячными, поэтому допускаемые углы 0 поворота ведущей кромки вокруг своей оси составляют градусы, Для надежной работы турбины этого мало, Цель изобретения — упрощение конструкции турбины и повышение ее надежности, Достигается цель расположением гибких тяг парами со стороны стержней ведущих кромок пластин и закреплением на периферии наружной поверхности стержня ведущей кромки пластины одними концами пары, а на ступице — другими концами пар
Сущность изобретения поясняется че тежом, на котором предлагаемая турбин представлена в изометрии.
Воздушная турбина включает закрепленную на валу ступицу 1 и располо>кенные на ней, связанные с тягами 2 лопастями, каждая из которых выполнена в виде гибкой
5 пластины 3 и соединенных с ее кромками профилированных стержней; причем стержень 4 ведущей кромкой пластины 3 установлен на ступице радиально с возможностью поворота, а стержень 5 сое10 динен с периферийной кромкой пластины 3, тяги 2 расположены попарно со стороны стержней 4 ведущих кромок пластин и закреплены на периферии наружной поверхности стержня ведущей кромки пластины 3
15 одними концами пары, а на ступице 1— другими концами пары, Одна из тяг 2 расположена за верхней по черте>ку лопастью и не видна.
Тяги составляют с осью стер>кня 4 ост20 рые углы а и закреплены к нему на расстояниях а от оси, Высота стержня L.
В состоянии покоя пластины 3 лежат в плоскости, нормальной оси турбины. Воздушный поток вдоль оси турбины вызывает
25 поворот стержней 4 вокруг их осей на малый угол О и изгиб пластин 3, что дает аэродинамически выгодное увеличение их отклонения по направлению к оси турбины. Тяги 2, имевшие первоначальную длину h: cos а
30 (см. чертеж) теперь становятся гипотенузами треугольников с катетами аВ.h: cos a,Èõ относительно удлинение составит ч ГсоВа + а - Ф вЂ” h:сова
h: cosa
С учетом малости а Оприближенно можно записать а & cosa (2)
2Й
40 откуда
Расчеты по последней формуле показывают возможность увеличения О до десят45 ков градусов (против градусов в прототипе) при соблюдении допустимых величин е, Это существенно снижает неравномер. ность скорости вращения турбины в знакопеременном воздушном потоке, Кроме того, 50 крепление тяг к периферийным концам стержней 4 разгружает их пролет и заделку в ступице 1 от изгибающих моментов. В целом конструкция турбины упрощается, а ее надежность повышается.
1768798
Составитель В.Бурячок
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская
Редактор
Заказ 3630 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пластины и соединенных с ее кромками профилированных стержней, причем стержень ведущей кромки пластины установлен на ступице радиально с возможностью поворота, о т л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, второй стержень соединен с периферийной кромкой пластины, а тяги расположены попарно со стороны стержней ведущих кромок пластин и закреплены нэ периферии наружной поверхности стержня
5 ведущей кромки пластины одними концами пары, а на ступице — другими концами пары.