Турбогенератор
Турбогенератор содержит электрогенератор, выполненный двухроторным, роторы которого установлены коаксиально с зазором друг относительно друга и с возможностью вращения в противоположные стороны, и соединенную с ним турбину. Турбина включает сегнерово колесо, выполненное в виде трубы с закрытым концом, скрепленной соосно с валом, установленными с возможностью вращения. На трубе радиально закреплена с противоположных сторон по крайней мере одна пара патрубков с отогнутыми в противоположные стороны от их оси открытыми концами. Оси отогнутых открытых концов патрубков перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков и ось трубы. В стенке трубы соответственно патрубкам выполнены отверстия. Цилиндрический барабан скреплен соосно с трубчатым валом, установленным с возможностью вращения. Барабан охватывает сегнерово колесо. Цилиндрический поясок барабана примыкает к отогнутым концам патрубков сегнерова колеса с зазором. На цилиндрическом пояске барабана радиально закреплена с противоположных сторон по крайней мере одна пара патрубков с открытыми концами, отогнутыми в разные стороны от их оси, противоположные сторонам патрубков сегнерова колеса. Оси отогнутых открытых концов патрубков барабана перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков барабана и ось трубы. В стенке пояска соответствено патрубкам выполнены отверстия. Сегнерово колесо и барабан охвачены корпусом со штуцером для выхода рабочего тела, а валы сегнерова колеса и барабана прикреплены соосно соответственно к роторам электрогенератора. Изобретение обеспечивает встречное вращения с большой скоростью ротора и статора электрогенератора, что позволяет получить большую снимаемую электрическую мощность. 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гидравлическим, пневматическим и паровым турбогенераторам, которые могут быть использованы в энергоустановках.
Известна ветроэлектрическая установка, содержащая электрогенератор, выполненный двухроторным, роторы которого установлены коаксиально с зазором друг относительно друга с возможностью вращения в противоположные стороны, и соединенную с ним турбину. Турбина выполнена из двух четырехлопастных ветряков, соединенных с помощью передач с соответствующими роторами ( патент СССР №3533, F 03 D 1/02, 1927 г.).Недостатком известной установки является недостаточно большое количество энергии, получаемой от нее вследствие больших потерь при использовании отдельных четырехлопастных ветряков.Известен турбоагрегат, содержащий электрогенератор, выполненный двухроторным, роторы которого установлены коаксиально с зазором друг относительно друга и с возможностью вращения в противоположные стороны, и соединенную с ним турбину. Турбина выполнена из двух турбоколес, соединенных соответственно с валами одного и второго роторов ( патент СССР №1819368, Н 02 К 16/00, F 03 D 1/02, 1993, ближайший аналог).Недостатком известного турбогенератора является недостаточно большое количество энергии, получаемой от него вследствие больших потерь при использовании отдельных турбоколес.Предлагаемым изобретением решается задача создания турбогенератора, в котором обеспечивается увеличение снимаемой электрической мощности путем увеличения механической энергии, получаемой в турбине за счет полезного использования истекающего из сегнерова колеса рабочего тела для вращения цилиндрического барабана.Задача создания турбогенератора решается тем, что в турбогенераторе, содержащем электрогенератор, выполненный двухроторным, роторы которого установлены коаксиально с зазором друг относительно друга и с возможностью вращения в противоположные стороны, и соединенную с ним турбину, согласно изобретению турбина включает сегнерово колесо, выполненное в виде трубы с закрытым концом, скрепленной соосно с валом, установленными с возможностью вращения, на трубе радиально закреплена с противоположных сторон по крайней мере одна пара патрубков с отогнутыми в противоположные стороны от их оси открытыми концами, причем оси отогнутых открытых концов патрубков перпендикулярны плоскости проходящей через оси пары патрубков и ось трубы, а в стенке трубы соответственно патрубкам выполнены отверстия, цилиндрический барабан, скрепленный соосно с трубчатым валом, установленным с возможностью вращения, барабан охватывает сегнерово колесо, цилиндрический поясок барабана примыкает к отогнутым концам патрубков сегнерова колеса с зазором, на цилиндрическом пояске барабана радиально закреплена с противоположных сторон по крайней мере одна пара патрубков с открытыми концами, отогнутыми в разные стороны от их оси, противоположные сторонам патрубков сегнерова колеса, причем оси отогнутых открытых концов патрубков барабана перпендикулярны плоскости проходящей через оси пары патрубков барабана и ось трубы, в стенке пояска соответственно патрубкам выполнены отверстия, сегнерово колесо и барабан охвачены корпусом со штуцером для выхода рабочего тела, а валы сегнерова колеса и барабана прикреплены соосно соответственно к роторам электрогенератора.Включение в турбину сегнерова колеса, выполненного в виде трубы с закрытым концом, скрепленной соосно с валом, установленными с возможностью вращения, закрепление на трубе радиально с противоположных сторон по крайней мере одной пары патрубков с отогнутыми в противоположные стороны от их оси открытыми концами, причем оси отогнутых открытых концов патрубков перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков и ось трубы, выполнение в стенке трубы соответственно патрубкам отверстий, скрепление цилиндрического барабана соосно с трубчатым валом, установленным с возможностью вращения, охват барабаном сегнерова колеса, примыкание цилиндрического пояска барабана к отогнутым концам патрубков сегнерова колеса с зазором, радиальное закрепление с противоположных сторон на цилиндрическом пояске барабана по крайней мере одной пары патрубков с открытыми концами, отогнутыми в разные стороны от их оси, противоположные сторонам патрубков сегнерова колеса, причем оси отогнутых открытых концов патрубков барабана перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков барабана и ось трубы, выполнение в стенке пояска соответственно патрубкам отверстий, охват сегнерова колеса и барабана корпусом со штуцером для выхода рабочего тела, прикрепление валов сегнерова колеса и барабана соосно соответственно к роторам электрогенератора позволяет отработанному рабочему телу, выходящему из сегнерова колеса, взаимодействовать с цилиндрическим пояском барабана, установленным близко на расстоянии зазора от отогнутых концов патрубков сегнерова колеса, приводя его во вращение, и при истечении из открытых концов патрубков барабана усиливать вращение барабана и передавать встречное вращение от валов сегнерова колеса и барабана к роторам электрогенератора, увеличивая количество снимаемой электрической мощности.Использование одной и более пар патрубков в сегнеровом колесе и барабане позволяет приводить во встречное вращение сегнерово колесо и барабан.На фиг. 1 изображен общий вид турбогенератора в разрезе; на фиг. 2 - вид на турбину сбоку.Турбогенератор содержит электрогенератор 1 и соединенную с ним турбину. Турбина включает сегнерово колесо, выполненное в виде трубы 2 с закрытым концом, скрепленной соосно с валом 3, установленными с возможностью вращения на подшипниках 4. К трубе 2 присоединен насадок 25 с лабиринтным уплотнением. На трубе 2 закреплена радиально с противоположных сторон по крайней мере одна пара патрубков 5 с отогнутыми в противоположные стороны открытыми концами 6, оси отогнутых открытых концов 6 патрубков 5 перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков 5 и ось трубы 2, а в стенке трубы 2 соответственно патрубкам 5 выполнены отверстия 7. Открытые концы 6 могут быть выполнены в виде сопел. Цилиндрический барабан 8, скрепленный соосно с трубчатым валом 9, установлен с возможностью вращения на подшипниках 11 и охватывает сегнерово колесо. Цилиндрический поясок 10 цилиндрического барабана 8 примыкает к отогнутым открытым концам 6 патрубков 5 сегнерова колеса с зазором. На цилиндрическом пояске 10 цилиндрического барабана 8 радиально закреплена с противоположных сторон по крайней мере одна пара патрубков 12 с открытыми концами 13, отогнутыми в разные стороны от их оси, противоположные сторонам патрубков 5 сегнерова колеса. Оси отогнутых открытых концов 13 патрубков 12 цилиндрического барабана 8 перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков 12 цилиндрического барабана 8 и ось трубы 2. В стенке цилиндрического пояска 10 соответственно патрубкам 12 выполнены отверстия 14. Открытые концы 13 могут быть выполнены в виде сопел. Сегнерово колесо и цилиндрический барабан 8 установлены в двух плоских днищах 23, скрепленных анкерными шпильками 24. Сегнерово колесо и цилиндрический барабан 8 охвачены корпусом 21 со штуцером 22 для выхода рабочего тела. Электрогенератор 1 выполнен двухроторным. Ротор 14 и второй ротор 16 установлены коаксиально с зазором друг относительно друга и с возможностью вращения в противоположные стороны. Ротор 14 может быть выполнен из постоянных магнитов или с обычной обмоткой в его сердечнике и установлен с возможностью вращения на подшипниках 4 и 15. Второй ротор 16 может быть выполнен также с обычной обмоткой 17, расположенной в сердечнике. Второй ротор 16 установлен на подшипниках 11 и 18 с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению ротора 14. При выполнении ротора 14 с обмоткой на роторе 14 могут быть расположены два контактных кольца, к которым присоединены обмотки, а на контактные кольца наложены щетки. На сердечнике второго ротора 16 расположены два контактных кольца 19, к которым присоединены концы обмоток 17, а на контактные кольца 19 наложены щетки 20. Вал 3 сегнерова колеса прикреплен соосно к ротору 14, а трубчатый вал 9 цилиндрического барабана 8 скреплен соосно со вторым ротором 16.Турбогенератор работает следующим образом.Рабочее тело подают в трубу 2 сегнерова колеса и далее через отверстия 7 в каналы каждой пары патрубков 5. Рабочее тело истекает с высокой скоростью из противоположных открытых концов 6 патрубков 5, разгоняясь в одном направлении вдоль окружности с обеспечением его вращения за счет создания момента реактивных сил.Отработанный поток рабочего тела из открытых концов 6 патрубков 5 с высокой скоростью попадает в полость закрытого пространства вокруг сегнерова колеса, создаваемого цилиндрическим барабаном 8, и взаимодействует со стенкой цилиндрического барабана 8, приводя его во вращение. Далее рабочее тело попадает через отверстия 14 в каналы патрубков 12 цилиндрического барабана 8 и истекает через открытые концы 13 с высокой скоростью, разгоняясь и приводя во вращение цилиндрический барабан 8 за счет создания момента реактивных сил. Далее рабочее тело поступает в полость корпуса 21 и истекает через штуцер 22 для выхода рабочего тела. От вращающихся в противоположные стороны вала 3 сегнерова колеса и трубчатого вала 9 цилиндрического барабана 8 вращения передаются соответственно роторам 14 и 16. Вращающийся ротор 14 создает вращающееся магнитное поле. Отвод переменного тока от вращающихся встречно роторов 14 и 16 производится от контактных колец 19 щетками 20 с последующей передачей потребителю.За счет полезного использования истекающего из сегнерова колеса рабочего тела для вращения цилиндрического барабана 8 увеличивается коэффициент полезного действия турбины и увеличивается снимаемая электрическая мощность с турбогенератора.В качестве рабочего тела в турбине могут использоваться жидкость, газ или пар.Формула изобретения
Турбогенератор, содержащий электрогенератор, выполненный двухроторным, роторы которого установлены коаксиально с зазором относительно друг друга и с возможностью вращения в противоположные стороны, и соединенную с ним турбину, отличающийся тем, что турбина включает сегнерово колесо, выполненное в виде трубы с закрытым концом, скрепленной соосно с валом, установленными с возможностью вращения, на трубе радиально закреплена с противоположных сторон, по крайней мере, одна пара патрубков с отогнутыми в противоположные стороны от их оси открытыми концами, причем оси отогнутых открытых концов патрубков перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков и ось трубы, а в стенке трубы соответственно патрубкам выполнены отверстия, цилиндрический барабан, скрепленный соосно с трубчатым валом, установленным с возможностью вращения, барабан охватывает сегнерово колесо, цилиндрический поясок барабана примыкает к отогнутым концам патрубков сегнерова колеса с зазором, на цилиндрическом пояске барабана радиально закреплена с противоположных сторон, по крайней мере, одна пара патрубков с открытыми концами, отогнутыми в разные стороны от их оси, противоположные сторонам патрубков сегнерова колеса, причем оси отогнутых открытых концов патрубков барабана перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков барабана и ось трубы, в стенке пояска соответственно патрубкам выполнены отверстия, сегнерово колесо и барабан охвачены корпусом со штуцером для выхода рабочего тела, а валы сегнерова колеса и барабана прикреплены соосно соответственно к роторам электрогенератора.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2