005936 - 1 - Область техники Изобретение относится к области

005936
Область техники
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гидравлическим, пневматическим и
паровым турбогенераторам, которые могут быть использованы в энергоустановках.
Предшествующий уровень техники
Известен гидроэлектрический агрегат, содержащий электрогенератор и соединенную с ним турбину. Турбина выполнена с водоводом, а водовод снабжен сливной задвижкой, кинематически соединенной с генератором ( авт. свид. СССР № 1084483, F 03B 13/00, 1984).
Недостатком известного гидроэлектрического агрегата является невозможность обеспечения работы от одной турбины двух электрогенераторов для двух независимых потребителей электроэнергии, а
также недостаточно большое количество энергии, получаемой от электрогенераторов вследствие больших потерь от использования одной турбины с водоводом.
Известен турбогенератор, содержащий электрогенератор, соединенный с турбиной, и второй электрогенератор. Турбина имеет две втулки, закрепленные на роторах электрогенераторов, а лопатки расположены на втулках в чередующемся порядке с образованием камер сгорания переменного объема ( авт.
свид. СССР № 1020592, F 01D 15/10, 1983, ближайший аналог).
Топливная смесь поступает в камеры сгорания, где воспламеняется и сгорает. Продукты сгорания
воздействуют на лопатки, приводя во вращательно-колебательное движение втулки и соответственно
роторы электрогенераторов.
Недостатком известного турбогенератора являются большие потери тепла в стенке корпуса турбины, а также большие потери мощности из-за утечек рабочего газа через зазоры между лопатками и корпусом при высоких температурах и давлениях вспышки при сгорании топливной смеси, приводящие к
снижению коэффициента полезного действия.
Колебательные движения роторов приводят к нестационарному режиму работы электрогенераторов, что также понижает их коэффициент полезного действия. Также высокий износ вращающихся втулок приводит к снижению ресурса работы турбогенератора.
Раскрытие изобретения
Предлагаемым изобретением решается задача создания турбогенератора, в котором обеспечивается
для двух электрогенераторов увеличение снимаемой электрической мощности и коэффициента полезного действия путем использования турбины, включающей сегнерово колесо и вращающийся вокруг него
барабан, а также увеличение ресурса его работы.
Задача создания турбогенератора решается тем, что в турбогенераторе, содержащем электрогенератор, соединенный с турбиной, и второй электрогенератор, согласно изобретению, турбина включает сегнерово колесо, выполненное в виде трубы с закрытым концом, установленной 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 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, противоположными
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, а соединение турбины с электрогенератором выполнено по валу барабана, он снабжен охватывающим сегнерово колесо и барабан корпусом со штуцером для
выхода рабочего тела, кинематически связанными шестернями, одна из которых установлена на трубе, а
другая установлена на валу второго электрогенератора.
Включение в турбину сегнерова колеса, выполненного в виде трубы с закрытым концом, установленной 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 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, противоположными 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, выполнение
соединения турбины с электрогенератором по валу барабана и снабжение охватывающим сегнерово колесо и барабан корпусом со штуцером для выхода рабочего тела, кинематически связанными шестернями, одна из которых установлена на трубе, а другая установлена на валу второго электрогенератора по-1-
005936
зволяет 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 вращение от валов сегнерова колеса и барабана к роторам
обоих электрогенераторов, увеличивая количество снимаемой электрической мощности и коэффициента
полезного действия.
Использование турбины работающей на газе, паре или жидкости позволяет снизить износ вращающихся частей и увеличить ресурс работы турбогенератора.
Использование одной и более пар патрубков в сегнеровом колесе и барабане позволяет приводить
во вращение сегнерово колесо и барабан.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен общий вид турбогенератора в разрезе;
на фиг. 2 - вид на турбину сбоку.
Лучший вариант осуществления изобретения
Турбогенератор содержит электрогенератор 1 и соединенную с ним валом турбину. Турбина включает сегнерово колесо, выполненное в виде трубы 2 с закрытым концом, установленной с возможностью
вращения на подшипниках, размещенных в одном из двух плоских днищ 17, скрепленных анкерными
шпильками 18. К трубе 2 присоединен насадок 19 с лабиринтным уплотнением. На трубе 2 закреплена
радиально с противоположных сторон по крайней мере одна пара патрубков 3 с отогнутыми в противоположные стороны открытыми концами 4, оси отогнутых открытых концов 4 патрубков 3 перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков 3 и ось трубы 2, а в стенке трубы 2 соответственно патрубкам 3 выполнены отверстия 5. Открытые концы 4 могут быть выполнены в виде сопел. Цилиндрический барабан 6, скрепленный соосно с валом 7, установлен с возможностью вращения на подшипниках и охватывает сегнерово колесо. Цилиндрический поясок 8 цилиндрического барабана 6 примыкает к отогнутым открытым концам патрубков 4 сегнерова колеса с зазором. На цилиндрическом пояске 8 цилиндрического барабана 6 радиально закреплена с противоположных сторон по крайней мере
одна пара патрубков 9 с открытыми концами 10, отогнутыми в разные стороны от их оси, противоположными сторонам патрубков 3 сегнерова колеса. Оси отогнутых открытых концов 10 патрубков 9 цилиндрического барабана 6 перпендикулярны плоскости, проходящей через оси пары патрубков 9 цилиндрического барабана 6 и ось трубы 2. В стенке цилиндрического пояска 8 барабана 6 соответственно
патрубкам 9 выполнены отверстия 11. Открытые концы 10 могут быть выполнены в виде сопел. Турбина
соединена с электрогенератором 1 по валу 7 цилиндрического барабана 6.
Корпус 12 охватывает сегнерово колесо и барабан 6 и имеет штуцер 13 для выхода рабочего тела.
Во втором корпусе 14, скрепленном с плоским днищем 17, расположена труба 2 сегнерова колеса, на
которой установлена зубчатая шестерня 15, кинематически связанная зацеплением со второй зубчатой
шестерней 16, установленной на валу второго электрогенератора 20.
Турбина работает следующим образом.
Рабочее тело подают в трубу 2 сегнерова колеса и далее через отверстия 5 в каналы каждой пары
патрубков 3. Рабочее тело истекает с высокой скоростью из противоположных открытых концов 4 патрубков 3, разгоняясь в одном направлении вдоль окружности с обеспечением его вращения за счет создания момента реактивных сил.
Отработанный поток рабочего тела из открытых концов 4 патрубков 3 с высокой скоростью попадает в полость закрытого пространства вокруг сегнерова колеса, создаваемого цилиндрическим барабаном 6, и взаимодействует со стенкой цилиндрического барабана 6, приводя его во вращение. Далее рабочее тело попадает через отверстия 11 в каналы патрубков 9 цилиндрического барабана 6 и истекает через
открытые концы 10 с высокой скоростью, разгоняясь и приводя во вращение цилиндрический барабан 6
за счет создания момента реактивных сил. Далее рабочее тело поступает в полость корпуса 12 и истекает
через штуцер 13 для выхода рабочего тела. От вращающихся сегнерова колеса и цилиндрического барабана 6 вращения передаются соответственно трубе 2 и через шестерни 15 и 16 на второй электрогенератор 17 и валу 7 на электрогенератор 1.
В качестве рабочего тела в турбине могут использоваться жидкость, газ или пар.
Предложенный турбогенератор прошел успешные испытания.
Промышленная применимость
Наиболее успешно настоящее изобретение может быть использовано как гидравлический, пневматический и паровой турбогенератор для энергоустановок.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Турбогенератор, содержащий электрогенератор, соединенный с турбиной, и второй электрогенератор, отличающийся тем, что турбина включает сегнерово колесо, выполненное в виде трубы с закрытым
концом, установленной с возможностью вращения, на трубе радиально закреплена с противоположных
сторон по крайней мере одна пара патрубков с отогнутыми в противоположные стороны от их оси от-2-
005936
крытыми 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 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, противоположными 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,
а соединение турбины с электрогенератором выполнено по валу барабана, он снабжен охватывающим
сегнерово колесо и барабан корпусом со штуцером для выхода рабочего тела, кинематически связанными шестернями, одна из которых установлена на трубе, а другая установлена на валу второго электрогенератора.
Фиг. 1
Фиг. 2
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-3-