Гідротурбіни зі змішувачами і ежекторами

Реферат: Запропоновані турбінні системи для відбору енергії у води, що рухається відносно турбінної системи, можуть включати в себе вузол ротора для відбору енергії, бандаж турбіни, що має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора, і бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни. Кожний із бандажів турбіни та ежектора має вихідний отвір, що містить елементи змішувача бандажа турбіни або елементи змішувача бандажа ежектора, відповідно. Один або більше з елементів змішувача бандажа турбіни, елементів змішувача бандажа ежектора і вхідних отворів змішувача бандажа можуть бути асиметричними відносно осі обертання вузла ротора. UA 99957 C2 (12) UA 99957 C2 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Об'єкт винаходу, що розглядається, стосується систем осьових турбін і ежекторів, наприклад, таких, які використовуються для відбору енергії при зануренні в потік проточної води, такий як океанська течія, припливо-відливна течія, течія річкових потоків і інші потоки текучих середовищ. Рівень техніки Системи осьових гідротурбін, які відбирають енергію у проточної води, називаються "турбінами течії". Турбіни течії звичайно містять пристрій, подібний гребному гвинту, або "ротор", який призначений для сприйняття потоку води, що рухається. Як показано на фіг. 1, ротор може або не мати бандажа, або бути поміщеним в бандаж. Коли потік ударяється об ротор, цей потік створює силу, яка прикладається до ротора таким чином, що вона викликає обертання ротора навколо його центра. Ротор може бути сполучений або з електричним генератором, або з механічним пристроєм за допомогою таких передавальних ланок, як зубчаті передачі, паси, ланцюги або інші засоби. Такі турбіни можна використовувати для вироблення електрики і/або обертання насосів або приведення в рух механічних деталей. Їх також можна використовувати на великих "фермах турбін течії", що виробляють електрику (також званих "групами турбін течії"), які містять декілька таких турбін в геометричній структурі, призначеній для забезпечення максимального відбору потужності з мінімальним впливом кожної такої турбіни на інші і/або на навколишнє середовище. Здатність небандажованого ротора перетворювати потужність текучого середовища в потужність обертання, коли ротор знаходиться в потоці, ширина і глибина якого більше, ніж діаметр ротора, обмежується документально підтвердженим теоретичним значенням 59,3% потужності набігаючого потоку, відомим як межа Беца, документально підтверджена А. Бецем в 1926 р. Ця межа продуктивності застосовна, зокрема, до традиційних лопатних осьових і припливо-відливних турбін, показаних на фіг. 1А. Були здійснені спроби збільшити потенціал працездатності турбін течії з метою перевищити межу Беца. Належним чином спроектовані бандажі можуть викликати прискорення набігаючого потоку, коли він наближається до ротора, в порівнянні з набігаючим потоком, впливу якого піддається небандажований ротор. Таким чином, набігаючий потік концентрується в центр каналу. Взагалі кажучи, для належним чином спроектованого ротора, ця збільшена швидкість потоку, що перевищує обумовлювану небандажованим ротором, викликає прикладання більшої сили до ротора, а отже і більш високі рівні відбору потужності, ніж небандажований ротор того ж типорозміру. У відомих небандажованих турбінах течії, які показані на фіг. 1В, застосували вхідні концентратори і вихідні дифузори, щоб збільшити швидкості потоку в роторі турбіни. Дифузори, які, як правило, включають в себе трубоподібну конструкцію з отворами вздовж осьової довжини для забезпечення повільного дифузійного змішування води всередині труби з водою зовні труби, в загальному випадку вимагають великих довжин для належної працездатності і демонструють тенденцію великої чутливості до змін набігаючого потоку. Такі довгі, чутливі до потоку дифузори непрактичні в багатьох установках. Короткі ж дифузори можуть зривати потік і тим самим зменшувати ккд перетворення енергії системи. Короткий опис винаходу У першому втіленні, турбінна система для відбору енергії у води, що рухається відносно турбінної системи в напрямку течії набігаючого потоку, має вхідний кінець, виконаний з можливістю направляння в напрямку течії набігаючого потоку, і вихідний кінець, протилежний вхідному кінцю. Вода має нерівномірний розподіл швидкості течії на вхідному кінці турбінної системи. Турбінна система включає в себе вузол ротора, бандаж турбіни, що має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора, і бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни. Вузол ротора має осьову симетрію відносно осі обертання і має розташований вище по потоку торець ротора, орієнтований у напрямку до вхідного кінця. Бандаж турбіни включає в себе вхідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вхідного кінця, ніж торець ротора, і вихідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вихідного кінця, ніж вузол ротора. Вихідний отвір бандажа турбіни включає в себе множину елементів змішувача бандажа турбіни. Вхідний отвір бандажа турбіни виконаний з можливістю направляння першого об'єму води, що рухається в напрямку течії набігаючого потоку, у вузол ротора таким чином, що цей перший об'єм викликає обертання вузла ротора і відбір енергії у першого об'єму води перед тим, як перший об'єм води з меншою енергією випускається з бандажа турбіни в бандаж ежектора через вихідний отвір бандажа турбіни. Бандаж ежектора включає в себе вхідний отвір бандажа ежектора і вихідний отвір бандажа ежектора. Вхідний отвір бандажа ежектора асиметричний відносно площини, що 1 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 проходить через вісь обертання, так що він має більшу площу поперечного перерізу зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, ніж зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. Вихідний отвір бандажа ротора проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа турбіни. У другому взаємопов'язаному втіленні, турбінна система включає в себе вузол ротора, який має осьову симетрію відносно осі обертання і який має розташований вище по потоку торець ротора, орієнтований у напрямку до вхідного кінця, бандаж турбіни, що має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора, і бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни. Бандаж турбіни включає в себе вхідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вхідного кінця, ніж торець ротора, і вихідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вихідного кінця, ніж вузол ротора. Вихідний отвір бандажа турбіни включає в себе множину елементів змішувача бандажа турбіни, які асиметричні відносно площини, що проходить через вісь обертання, так що щонайменше один з елементів змішувача бандажа турбіни зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, є більшим, ніж щонайменше один з елементів змішувача бандажа зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. Вхідний отвір бандажа турбіни виконаний з можливістю направляння першого об'єму води, що рухається в напрямку течії набігаючого потоку, у вузол ротора таким чином, що цей перший об'єм викликає обертання вузла ротора і відбір енергії у першого об'єму води перед тим, як перший об'єм води з меншою енергією випускається з бандажа турбіни через вихідний отвір бандажа турбіни. Бандаж ежектора включає в себе вхідний отвір бандажа ежектора і вихідний отвір бандажа ежектора, що проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа турбіни. У третьому взаємопов'язаному втіленні, спосіб відбору енергії у води, що рухається відносно турбінної системи в напрямку течії потоку, полягає в тому, що захоплюють перший об'єм води в бандаж турбіни, який має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора, направляють перший об'єм води через вузол ротора таким чином, що вузол ротора відбирає енергію у першого об'єму води перед тим, як перший об'єм води з меншою енергією випускається з бандажа турбіни через вихідний отвір бандажа турбіни, захоплюють другий об'єм води в бандаж ежектора, який має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни, і змішують перший і другий об'єми, одержуючи змішаний об'єм, перед випусканням змішаного об'єму з вихідного отвору бандажа ежектора. Бандаж турбіни включає в себе вхідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вхідного кінця, ніж вузол ротора, і вихідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вихідного кінця, ніж вузол ротора. Вихідний отвір бандажа турбіни включає в себе множину елементів змішувача бандажа турбіни. Бандаж ежектора включає в себе вхідний отвір бандажа ежектора і вихідний отвір бандажа ежектора. Вихідний отвір бандажа ежектора проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа турбіни. Деяке задане втілення може включати в себе один або більше додаткових варіантів і ознак об'єкта винаходу, що розглядається. Елементи змішувача бандажа ежектора і елементи змішувача бандажа турбіни можуть бути спеціально призначені для формування насосазмішувача і/або насоса-ежектора, що збільшує потенціал відбору енергії системою, як за рахунок збільшення витрати через ротор турбіни, так і за рахунок змішування вихідного потоку бандажа турбіни, що має малу енергію, з обвідним потоком, який потрапляє у вхідний отвір бандажа ежектора, не проходячи через ротор турбіни. Вхідний отвір бандажа ежектора може бути виконаний з можливістю направляння другого об'єму води, що рухається в напрямку течії потоку, у внутрішню порожнину бандажа ежектора, а внутрішня порожнина бандажа ежектора може включати в себе множину елементів змішувача бандажа ежектора, які викликають змішування першого об'єму води з другим об'ємом води перед виходом через вихідний отвір бандажа ежектора. Форми бандажа турбіни і бандажа ежектора можуть мінімізувати градієнт швидкості, що впливає на торець ротора, максимізувати перший об'єм води і максимізувати змішування першого і другого об'ємів перед випусканням з вихідного отвору бандажа ежектора. Градієнт швидкості вимірюється вздовж торця ротора. Можлива наявність центрального тіла, навколо якого обертається вузол ротора. Бандаж турбіни може включати в себе вузол статора, який включає в себе лопатки статора, розташовані в осьовому напрямку навколо центрального тіла. Лопатки статора можуть бути виконані з можливістю повороту для регулювання першого об'єму шляхом збільшення або 2 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зменшення прохідного перерізу, що надається для направляння течії набігаючого потоку. Вхідний отвір бандажа турбіни може включати в себе один або більше рухомих дверних елементів, які приводяться в дію, збільшуючи або зменшуючи перший об'єм, що протікає через вузол ротора. Перед центральним тілом може бути розташований дефлектор, форма якого забезпечує інерційне відділення зависі сміття і/або водного сміття від першого об'єму, з яким стикається торець ротора. Центральне тіло може включати в себе розташований нижче по потоку кінець, який виступає з центрального тіла у напрямку до вихідного отвору бандажа турбіни і заходить в бандаж ежектора. Центральне тіло може включати в себе центральну крізну порожнину, виконану з можливістю забезпечення проходження водного сміття і/або водної флори і фауни через центральне тіло у напрямку до вихідного отвору бандажа турбіни без зіткнення з лопатками ротора. Центральна крізна порожнина, яка, по вибору, може включати в себе елементи змішувача на задній кромці, також може пропускати обвідний потік, що має велику енергію, в бандаж ежектора для поліпшення робочої характеристики змішування в бандажі ежектора. Розташований нижче по потоку кінець може включати в себе один або більше елементів змішувача центрального тіла. Потік через порожнисте центральне тіло з розташованими нижче за течією елементами змішувача може поліпшити робочу характеристику операції насоса-змішувача і/або насоса-ежектора. Вхідний отвір бандажа турбіни може мати некруглий поперечний переріз, який має більшу площу поперечного перерізу зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, ніж зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. Елементи змішувача бандажа турбіни можуть включати в себе одну або більше лопатей змішувача і щілин змішувача. Вузол ротора може включати в себе маточину ротора, зовнішнє кільце ротора і першу множину радіально орієнтованих лопаток ротора, розташованих між маточиною і зовнішнім ободом. Вихідний отвір бандажа ежектора може включати в себе другу множину елементів змішувача бандажа ежектора, які можуть включати в себе одну або більше лопатей змішувача і щілин змішувача. Множина елементів змішувача бандажа ежектора можуть бути асиметричними відносно площини і проходять через вісь обертання. Наприклад, один або більше елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю,від площини, що проходить через вісь обертання, можуть бути більшими, ніж один або більше елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. Аналогічним чином, множина елементів змішувача бандажа турбіни можуть бути асиметричними відносно площини і проходять через вісь обертання, при цьому один або більше елементів змішувача бандажа турбіни зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, можуть бути більшими, ніж один або більше елементів змішувача бандажа турбіни зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. Можлива наявність другого бандажа ежектора, що має внутрішню порожнину другого бандажа ежектора, всередині якої знаходиться щонайменше частина бандажа ежектора. Другий бандаж ежектора може включати в себе вхідний отвір другого бандажа ежектора і область вихідного отвору другого бандажа ежектора. Вхідний отвір другого бандажа ежектора може бути асиметричним відносно площини, що проходить через вісь обертання, так що він може мати більшу площу поперечного перерізу зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, ніж зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, при цьому вихідний отвір другого бандажа ежектора проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа ежектора. Об'єкт винаходу, що розглядається, може забезпечити багато переваг. Наприклад, турбіни течії концептуально аналогічні вітряним турбінам, але мають відмінності в деталях, щоб нівелювати складності, породжувані водою, такі як: сили, які приблизно в 900 раз перевищують ті, з якими стикаються вітряні турбіни; значні вертикальні виштовхувальні сили, обумовлювні плавучістю; руйнуючі асиметричні і/або нестаціонарні навантаження, через значну вертикальну зміну в полі швидкостей набігаючого потоку, яке викликається безпосередньою близькістю фіксованої поверхні, такої як дно водоймища або стіна або корпус судна, баржі або іншого плавзасобу, на який закріплена турбіна течії. Вздовж всієї турбіни течії також може відбуватися скупчення відкладень через розриви профілю швидкостей потоку, обумовлюваних виходом води, що має малу енергію, з турбіни і повторним змішуванням з протікаючим потоком, який обходить вхідний отвір або вхідні отвори турбіни. Безпека водної фауни і флори, системи, що запобігають корозії у воді і забрудненню води, також можуть являти собою важливі проблеми ефективного використання турбіни течії. Ці потреби, як правило, вимагають використання більш 3 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 міцних, більш важких і водостійких матеріалів, різних підтримувальних механізмів і внутрішньої структури, різних аерогідродинамічних профілів і ретельного керування потоком води вздовж всієї турбіни течії. Всі ці фактори можуть додати значний внесок у витрати, які припадають на одиницю генерованої енергії. Різні ознаки турбін течії відповідно до об'єкта винаходу, що розглядається, можна з вигодою використовувати для усунення багатьох з цих проблем. Наприклад, можна передбачити бандаж ежектора, який охоплює бандаж турбіни, де поміщений вузол ротора. Другий об'єм води, що втікає в бандаж турбіни, обходить вузол ротора і тому не має енергії для відбору. Цей другий об'єм води активно змішується з першим об'ємом води після того, як перший об'єм води пройде через вузол ротора і одержить відібрану енергію. Змішування відбувається всередині бандажа турбіни і перед випусканням з вихідного отвору бандажа ежектора. Оснований на першорядних принципах теоретичний аналіз описуваних тут турбін течії показує, що вони здатні видавати трикратно збільшену потужність в порівнянні з сучасними небандажованими турбінами при тій же лобовій площі ротора. Описувані тут турбіни течії можуть підвищувати продуктивність електростанцій на турбінах течії і припливо-відливних турбінах вдвічі або більше. Подробиці одного або більше варіантів об'єкта винаходу, що розглядається, представлені на прикладених кресленнях і викладені в нижченаведеному описі. Інші ознаки і переваги пропонованого об'єкта винаходу стануть очевидними з опису і креслень, а також з формули винаходу. Короткий опис креслень Прикладені креслення, які включені в матеріали цієї заявки і становлять її частину, ілюструють деякі аспекти пропонованого об'єкта винаходу і разом з описом сприяють поясненню деяких з принципів, пов'язаних з описуваними варіантами здійснення і втіленнями. На кресленнях: фіг. 1А, 1В і 1С - схематичні зображення, що ілюструють приклади турбінних систем на основі турбін течії; фіг. 2A, 2B, 2C і 2D - схематичні креслення, на яких показані декілька видів втілення турбінної системи на основі турбіни течії; фіг. 3A і 3B - схематичні креслення, на яких показані вигляди спереду в перспективі турбінної системи на основі турбіни течії, що має ротор з шістьма лопатками; фіг. 4A і 4B - схематичні креслення, на яких показані вигляди спереду в перспективі турбінної системи на основі турбіни течії, що являє собою роторно-статорну турбіну, при цьому її частини зрізані, щоб показати внутрішню конструкцію, прикріплену до зовнішнього обода ротора, і відбір потужності в кільцевий генератор на внутрішньому кільці ротора; фіг. 5A, 5B, 5C і 5D - схематичні креслення, на яких показані реалізовані по вибору установки турбінних систем на основі турбін течії; фіг. 6 - схематичне креслення, на якому показане альтернативне втілення турбінної системи на основі турбіни течії з насосом-змішувачем і/або насосом-ежектором, що має лопаті змішувача, які є різними за формою і розміром по окружності в областях заднього отвору бандажа турбіни і бандажа ежектора; фіг. 7A, 7B, 7C і 7D - схематичні креслення, на яких показане альтернативне втілення турбінної системи на основі турбіни течії з двома рулями повороту, що постачаються на спеціальне замовлення, і крилом для орієнтації проточного потоку і руху, дверцятами блокування потоку і керування ним і статорами, які можна повертати, вводячи в площину, що проходить через дверцята або статор і центральне тіло турбінної системи на основі турбіни течії, або виводячи з цієї площини; фіг. 8A, 8B і 8C - схематичні креслення, на яких показане альтернативне втілення турбінної системи на основі турбіни течії з центральним тілом, що має відритий канал і має лопатеві змішувачі і ежектори з щілинними змішувачами; фіг. 9A, 9B, 9C і 9D - схематичні креслення, на яких показане альтернативне втілення турбінної системи на основі турбіни течії з вхідною системою блокування сміття; фіг. 10А і 10В - схематичні креслення, на яких показані альтернативні втілення гідротурбінної системи, що є турбінною системою на основі турбіни течії з двоступеневою системою змішувача і ежектора; і фіг. 11 - блок-схема послідовності операцій, що ілюструє спосіб відповідно до втілення об'єкта винаходу, що розглядається. Докладний опис винаходу Концепціям і технології газових турбін ще треба буде знайти промислове застосування до осьових турбін течії. У більшості існуючих турбін течії для відбору енергії течії використовується 4 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 один багатолопатний ротор, дія якого основана на концепціях рушійного гребного гвинта. У результаті, значна кількість води потоку, що проходить через лопатки турбіни течії, перетворює частину енергії потоку в завихрення потоку навколо осі. Ця вихрова складова поглинає енергію, яку неможливо подати в генератор, а також індукує обертання потоку в турбулентному сліді системи, яке може викликати оголення шару течії, перемішування відкладення, дезорієнтацію водної флори і фауни. Ці ефекти можна ослабити і навіть виключити, скориставшись міркуваннями аерогідродинамічного потоку роторно-статорної турбіни застосовно до повнофункціональної газової турбіни. Підходи до проектування роторно-статорних газових турбін можна застосувати до турбін течії, щоб, по суті, виключити шкідливі впливи завихрення вихідного потоку на навколишнє середовище позаду турбіни. Крім того, традиційні системи однороторних турбін, такі, як показані на фіг. 1А, мають затримку запуску обертання, а отже і вироблення енергії, доти, поки локальний рівень осьової швидкості не виявиться достатньо високим, щоб створити позитивну аерогідродинамічну підіймальну силу і крутний момент, які впливають на аеродинамічний профіль ротора. Роторностаторні системи з належним чином спроектованими вхідними отворами відповідно до об'єкта винаходу, що розглядається, не мають цього обмеження і тому здатні створювати крутний момент на роторі і виробляти потужність при будь-яких локальних рівнях швидкості вище нуля. Крім того, в попередніх бандажованих турбінах течії не враховується аерогідродинамічний ккд потоку навколо зовнішньої поверхні бандажа, особливо в присутності вільної поверхні, дна водоймища або бічної стінки або корпусу плавзасобу. Адаптація вхідних отворів турбіни течії до цілей боротьби зі сміттям і/або маніпуляцій з водною флорою і фауною, що наближається до вхідного отвору, також є реалізовною по вибору ознакою пропонованого об'єкта винаходу. Перед вхідним отвором можна встановити тіло цибулинної форми, що визначається аеродинамічними або гідродинамічними міркуваннями, щоб насамперед відхиляти воду, що надходить, і будь-яку завись, які містить сміття, назовні. Текучий потік води має меншу інерцію, ніж завись великих частинок сміття і/або водна флора і фауна, і тому може проходити по контуру тіла цибулинної форми, щоб потрапити в бандаж турбіни або бандаж ежектора. Присутні у зависі об'єкти більшої інерції, такі як представники водної фауни, сміття і т. п., відхиляються від ліній потоку води і тому не можуть потрапити в бандаж турбіни або бандаж ежектора. Щоб досягнути більшої потужності і ккд у течіях, звичайно потрібно ретельно пристосовувати аерогідродинамічні конструкції бандажа і ротора до вертикально змінного профілю швидкості на підході до турбіни. Профілі швидкості звичайно походять із залежності закону потужності, відповідно до якого співвідношення між мінімальним рівнем і максимальним рівнем становить 1/10, і вони звичайно, але не завжди, відбуваються в шарі течії і на вільній поверхні, відповідно. Хоч зустрічаються вітряні турбіни з аналогічною вертикальною зміною (профілю швидкості), вона далеко не настільки серйозна за своїми наслідками, як у випадку турбіни течії, оскільки вітряна турбіна має мініатюрний вертикальний масштаб в порівнянні з висотою атмосфери Землі. Вода приблизно в 900 густіше, ніж повітря. Оскільки вироблювана потужність залежить від густини текучого середовища і куба локальної швидкості, а осьова сила залежить від густини і квадрата локальної швидкості, цей рівень зміни викликає значний асиметричний відбір потужності і конструкційні навантаження на ротор, а також бандажну систему, якщо з цими факторами не боротися за допомогою аерогідродинамічної конструкції. У той час, як вітряні турбіни загалом симетричні відносно своєї центральної осі обертання, бандажовані турбіни течії дозволяють застосовувати ознаки асиметрії для боротьби зі складностями, що вносяться профілем швидкості набігаючого потоку, і пом'якшення їх впливу. Зокрема, хоч внутрішня поверхня бандажа обов'язково повинна бути майже круглою там, де вона оточує ротор, це обмеження непридатне до іншої геометрії бандажа, або зсередини, або зовні. Таким чином, зміну аерогідродинамічного контуру по окружності бандажа можна використовувати для зменшення спотворення набігаючого потоку до прийнятного рівня моментом, коли цей потік досягає торця ротора. Крім того, такі аерогідродинамічні контури, які асиметричні або втратили кругу форму, можуть зменшити вплив потоку, що виходить з системи, на навколишнє середовище за рахунок зменшення ерозійного впливу і збовтування відкладень на дні і стінках водоймища, де є течія. Ежектори засмоктують потік в систему і тим самим збільшують витрату через цю систему. За рахунок використання концепцій кільцевих аеродинамічних профілів в конструкції, що передбачає декілька направляючих насадок ежектора, розмір ротора, необхідний для бажаного рівня потужності, що віддається, можна зменшити навіть наполовину або менше, в порівнянні з необхідним розміром для небандажованого ротора. Більш короткі лопатки ротора дешевші і конструктивно стійкіші до зовнішніх впливів. Крім того, осьові сили, що прикладаються до 5 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ротора за рахунок течії, також можна зменшити наполовину або більше, зсуваючи при цьому навантаження, що залишаються, на необертові елементи небандажованої системи. У випадку навантажень, які витримуються статичними необертовими частинами, їх проектування, виготовлення і технічне обслуговування стають значно простішими і економічнішими. Змішувачі і ежектори являють собою короткі компактні версії насосів-змішувачів і насосівежекторів, які відносно нечутливі до спотворень набігаючого потоку і широко використовувалися в додатках, пов'язаних з високошвидкісним реактивним рухом, які передбачають швидкості потоків майже на рівні швидкості звуку або вище (див. наприклад, патент США № 5761900, в якому також використовується змішувач нижче по потоку для збільшення тяги при одночасному зниженні шуму від випускання). У всіх попередніх додатках технології змішувачів і ежекторів, пов'язаних з виробленням потужності, включаючи додатки вітряних турбін, розроблених авторами даного винаходу, всі численні поверхні в тривимірному просторі, які ініціюють змішування потоків між двома потоками, що називаються далі змішувальними елементами, мають однаковий розмір і розташовані у вигляді повторюваної по окружності структури бандажа. Щоб справитися зі спотворенням швидкості, що вноситься в потоці, який наближається до турбіни течії, і забезпечити ефективну роботу всередині властивих їй вхідних отворів бандажа, що втратили круглу форму, можна застосувати рекомендовану конструкцію змішувальних елементів, щоб вплинути на максимальне змішування і перекачування для кожного обводового сектора системи. Подібно вітряним турбінам, турбіни течії повинні бути виконані з можливістю регулювання потужності, що віддається, з тим, щоб зробити її порівнянною з рівнем номінальній потужності генератора. Традиційні вітряні турбіни з трьома лопатками можуть піддаватися впливу швидкостей вітру, перевищення якими середніх робочих швидкостей вітру досягає десяти разів, і повинні включати в себе складні механічні системи відключення, які дозволяють уникнути пошкодження генератора і/або конструкції. Турбіни течії піддаються впливу менш екстремальних змін швидкості і тому, як правило, включають в себе по-іншому сконструйовані системи відключення. Турбіни течії з декількома бандажами, змішувачами і ежекторами, де застосовуються роторно-статорні системи, надають три засоби для впливу на відключення на доповнення до стандартної системи відключення. Статори можна шарнірно з’єднувати таким чином, що з'являється можливість, по суті, перекрити вхідний отвір і повертати блокуючі дверцята, вбудовані у внутрішні поверхні направляючих насадок, в полі потоку, тим самим перекриваючи шлях потоку, і/або можна переміщувати тіло у формі цибулини, яке блокує сміття на вході, у вхідний отвір, щоб зменшити витрати. Системи кріплення для бандажованих турбін течії дуже відрізняються від характерних для вишок, використовуваних для вітряних турбін, і тому вони повинні бути вбудованими, щоб уникнути негативного впливу на аерогідродинамічний ккд жорстко з’єднаної системи. Системи на палях або на платформах, такі, як показані на фіг. 1, будуть піддаватися впливам аерогідродинамічних перешкод різних рівнів з різних джерел, і ці перешкоди треба знижувати, щоб гарантувати ефективну подачу енергії. Турбіни течії з декількома бандажами, змішувачами і ежекторами забезпечують унікальну інтеграцію систем роторів і генераторів, оскільки турбіни течії не потребують зміни напрямку або, у випадку припливо-відливних течій, потребують лише планової зміни, що проводиться два рази на добу, а генератор можна буде розмістити зручніше для ефективного і/або спрощеного профілактичного обслуговування. Застосування бандажів на периферії роторів, які часто використовуються в газових турбінах, забезпечує використання системи приводу редуктора обода і розміщення генератора в бандажі або на ньому. Крім того, це дозволяє спроектувати центральне тіло як відкриту трубу для пропускання через неї водної флори і фауни. На фіг. 2-10 показаний ряд втілень, які ілюструють деякі з ознак, що знаходяться в рамках обсягу домагань об'єкта винаходу, що розглядається. Відповідно до одного втілення, гідротурбінна система включає в себе бандаж 102 турбіни з аеродинамічним або гідродинамічним контуром і є некруглою в деяких точках своєї осьової протяжності. Всередині бандажа 102 турбіни поміщене центральне тіло 103 з аеродинамічним або гідродинамічним контуром, прикріплене до бандажа 102 турбіни, що має вхідний отвір 105 бандажа 102 турбіни, через який всмоктується перший об'єм води. Центральне тіло 103 має осьову симетрію відносно осі обертання ротора. Ступінь 104 турбіни оточує центральне тіло 103 і включає в себе статорне кільце 106 лопаток 108 статора і крильчатку або ротор 110, яка має або який має лопатки 112а крильчатки або ротора. Ротор 110 включає в себе торець ротора, утворений передньою кромкою лопаток 112а ротора. Ротор 110 розташований нижче по потоку від лопаток 108а статора так, що передній торець ротора по суті вирівняний із задніми кромками лопаток 108а статора. Лопатки 108а статора встановлені на центральному тілі 103, а лопатки 112а 6 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ротора скріплені і утримуються разом за допомогою внутрішнього і зовнішнього кілець або ободів, або, в альтернативному варіанті, за допомогою маточини 112b або зовнішнього кільця 112с. Внутрішнє кільце або маточина оточує центральне тіло 103 і приводиться у обертання навколо нього. Вихідна область елемента змішувача, яка включає в себе область вихідного отвору або кінцеву частину бандажа 102 турбіни, включає в себе кільце лопатей 120а змішувача, які проходять нижче по потоку за межі лопаток 112а ротора і є різними за формою або розміром так, як необхідно для заповнення зазору між бандажем 102 турбіни і бандажем 128 ежектора, а також сприяють подачі засмоктуваної води в навколишній простір центрального тіла 103. Ця конструкція аналогічна лопатям ежектора, проілюстрованим в патенті США № 5761900, при цьому лопаті 120а змішувача проходять нижче по потоку у вхідний отвір 129 бандажа 128 ежектора. Ежектор 122 також включає в себе бандаж 128, який може бути некруглим на протязі ділянок своєї осьової довжини і який оточує кільце лопатей 120а змішувача на бандажі турбіни. Бандаж 128 ежектора може включати в себе елементи змішувача різних розмірів і форм в його області вихідного отвору, як показано на фіг. 6. Центральне тіло 103, як показано на фіг. 21, може бути з’єднане з бандажем 102 турбіни за допомогою статорного кільця 106 (або інших засобів), щоб виключити пошкодження, а також низькочастотні хвилі тиску, які проблематичні і розповсюджуються на велику відстань, створювані традиційними турбінами течії і припливо-відливними турбінами, коли лопатка турбіни створює супутній струмінь, що б'є в несучу вишку. Аеродинамічні профілі бандажа 102 турбіни і бандажа 128 ежектора переважно є аеродинамічно опуклими для інтенсифікації потоку через ротор турбіни таким чином, який дозволяє зменшити вертикальну зміну швидкості на торці ротора, що породжується спотвореннями вище за течією. Було обчислено, що, для оптимального ккд в переважному варіанті 100 здійснення, відношення площ насоса-ежектора 122, визначуване площею поперечного перерізу вихідного отвору бандажа ежектора, діленою на площу поперечного перерізу вихідного отвору бандажа турбіни, повинно знаходитися в діапазоні від 1,5 до 4,0. Кількість лопатей 120а змішувача повинна знаходитися в діапазоні від 6 до 14. Кожна лопать буде мати внутрішній і зовнішній кути задньої кромки в діапазоні від 5 до 25 градусів. Місцезнаходження вихідного отвору між лопатями буде в місці входу або у вхідному отворі 129 бандажа 128 ежектора. Відношення висоти до ширини каналів лопатей буде знаходитися в діапазоні від 0,5 до 4,5. Міра проникнення змішувача буде знаходитися в діапазоні від 30% до 80%. Кути задніх кромок, при яких центральне тіло 103 стопориться, будуть становити тридцять градусів або менше. Відношення довжини до діаметра (L/D) всієї системи 100 буде знаходитися в діапазоні від 0,5 до 1,25. У загальному випадку, система перетворення енергії на основі турбіни течії включає в себе осьову турбіну 100 течії, яка включає в себе лопатки 108a статора і лопатки 112 крильчатки або ротора 112 і яка оточена бандажем 102 турбіни з аеродинамічним контуром, що включає в себе змішувальні елементи 120а в своїй області вихідного отвору або кінцевій області, і окремий бандаж 128 ежектора, що перекривається з бандажем 102 турбіни, але знаходяться позаду нього. Бандаж 128 ежектора також може включати в себе висунуті змішувальні елементи, наприклад, такі, як лопаті 119 змішувача або щілини змішувача, в своїй області вихідного отвору. Кільце 118 конструктивних елементів змішувача, таких як пелюстки або щілини 119, що знаходяться в області 117 вихідного отвору бандажа 128 ежектора, можна розглядати як насосзмішувач і/або насос-ежектор, який забезпечує засіб для належного перевищення межі Беца для робочого ккд турбінної системи 100 на основі турбіни течії і припливо-відливної турбіни. На фіг. 2А показаний ступінь 104 турбіни, який включає в себе вузол 110 ротора, що встановлений з можливістю обертання на центральному тілі 103, оточений бандажем 102 турбіни з вбудованими елементами 120 змішувача, що мають задні кромки, неглибоко введені у вхідній площині бандажа 128 ежектора. Ступінь 104 турбіни і бандаж 128 ежектора конструктивно з’єднані з бандажем 102 турбіни, який сам є елементом, що несе основне навантаження. Довжина бандажа 102 турбіни в деяких втіленнях може дорівнювати максимальному зовнішньому діаметру бандажа 102 турбіни, або перевищувати його. Довжина бандажа 128 ежектора в деяких втіленнях може дорівнювати максимальному зовнішньому діаметру бандажа ежектора, або перевищувати його. Зовнішня поверхня центрального тіла 103 може мати аеродинамічний або гідродинамічний контур для мінімізації ефекту відриву потоку нижче по потоку від турбінної системи 100 на основі турбіни течії. Центральне тіло 103 може бути довше або коротше, ніж бандаж 102 турбіни або бандаж 108 ежектора, або ніж їх сумарна довжина. Площа поперечного перерізу вхідного отвору 105 бандажа турбіни і вихідного отвору 115 бандажа турбіни може дорівнювати площі кільця, що займається ступенем 104 турбіни, або 7 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 бути більшою, але не обов'язково круглою за формою, щоб забезпечити керування джерелом потоку і впливом його супутнього струменя. Площа поперечного перерізу внутрішнього проточного каналу, утворена кільцем між центральним тілом 103 і внутрішньою поверхнею бандажа 102 турбіни, має аеродинамічну форму, що дозволяє мати мінімальну площу в площині вузла 110 ротора і, в іншому випадку, забезпечити плавну зміну цих поперечних перерізів від їх відповідних вхідних площин до їх відповідних вихідних площин. Внутрішні поверхні бандажа 102 турбіни і бандажа 128 ежектора мають аеродинамічні і гідродинамічні форми, сприяючі направлянню потоку у вхідний отвір 105 бандажа турбіни, виключаючи при цьому відрив (потоку) від їх поверхонь і забезпечуючи плавну подачу потоку у вхідний отвір 129 бандажа ежектора. Площа вхідного отвору ежектора 128, яка може бути некруглою за формою, більше, ніж площа поперечного перерізу вихідного отвору 115 бандажа турбіни, що включає в себе елементи 118 змішувача, які знаходяться у вихідному отворі направляючої оболонки турбіни. Площа поперечного перерізу у вихідному отворі 117 бандажа турбіни також може бути некруглою за формою. Приклад засобу 130 відбору потужності, як показано на фіг. 4А і 4В, може приймати форму колесоподібної конструкції, механічно з’єднаної на зовнішньому або внутрішньому ободі вузла 110 ротора з генератором потужності (не показаний), розташованим нижче або вище вузла 110 ротора. Вертикальний несучий вал 132, показаний на фіг. 4А і 5В, з обертовою муфтою 134 може служити опорою обертання для турбінної системи 100 на основі турбіни течії і може знаходитися перед місцем знаходження центра тиску, впливу якого піддається турбінна система 100 на основі турбіни течії, для самоорієнтації турбінної системи на основі турбіни течії при її зануренні в проточну течію. До верхньої і нижньої поверхонь направляючих насадок 102 і 128 турбіни і/або ежектора відповідно прикріплені самоорієнтовні вертикальні рулі 136 і загалом горизонтальні крила 135 (див. фіг. 7), щоб стабілізувати напрямки орієнтації відповідно до різних проточних і припливо-відливних течій і забезпечити рульове керування під час вертикальних рухів. Турбінна система 100 на основі турбіни течії може мати конструктивну опору, забезпечувану іншими системами, як показано, наприклад, на фіг. 5A, 5B, 5C і 5D, наприклад таку, як паля 133, нерухомий підмурівок 137, фали 138 або плавзасіб 138, такий як баржа або пліт. Для відбору максимальної енергії у обвідного повітряного потоку можна використовувати змінну геометрію елементів змішувача, як показано на фіг. 6. Елементи 140 змішувача можуть бути асиметричними відносно площини, що проходить через вісь обертання вузла 110 ротора, як показано на фіг. 6. На фіг. 7 показані рулі керування і крила 135 і 136, а також встановлювані на спеціальне замовлення блокуючі дверцята 140a, 140b. Їх можна повертати за допомогою ланки (не показана) в потік, що тече, щоб зменшити або зупинити потік через турбіну 100, коли можливе пошкодження генератора або інших компонентів через високу швидкість потоку. На фіг. 7D представлений ще один реалізовний по вибору варіант турбінної системи 100 на основі турбіни течії. Охоплення кута у вихідній зоні лопаток статора можна механічно змінювати 142 на місці, наприклад, шляхом повороту лопаток статора для узгодження зі змінами в швидкості потоку текучого середовища з метою гарантування мінімального залишкового завихрення в потоці, що виходить з ротора. Додаткові альтернативні варіанти можуть включати в себе: центральне тіло 144 з відкритим центральним каналом, як показано на фіг. 8A і 8B, яке може включати в себе елементи 145 змішувача центрального тіла; змішувачі 146 типу щілин, як показано на фіг. 8С; центральне тіло, яке включає в себе дефлектори 147 сміття, як показано на фіг. 9A, 9B, 9C і 9D; і декілька насадок 148 ежектора, як показано на фіг. 10A і 10B. На фіг. 11 представлена блок-схема послідовності технологічних операцій, що ілюструє спосіб відповідно до втілення об'єкта винаходу, що розглядається. На етапі 1102 здійснюють захоплення першого об'єму води в бандаж турбіни, що має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора. Бандаж турбіни включає в себе вхідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вхідного кінця, ніж вузол ротора, і вихідний отвір бандажа турбіни, розташованийближче до вихідного кінця, ніж вузол ротора. Вихідний отвір бандажа турбіни включає в себе множину елементів змішувача бандажа турбіни. На етапі 1104 направляють перший об'єм води через вузол ротора таким чином, що вузол ротора обертається і відбирає енергію у першого об'єму води перед тим, як перший об'єм води з меншою енергією випускається з бандажа турбіни через вихідний отвір бандажа турбіни. На етапі 1106 здійснюють захоплення другого об'єму води в бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни. Бандаж ежектора включає в себе вхідний отвір бандажа ежектора і 8 UA 99957 C2 5 10 15 вихідний отвір бандажа ежектора, який проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа турбіни. На етапі 1110 об'єднують або змішують перший і другий об'єми, одержуючи змішаний об'єм, перед випусканням змішаного об'єму з вихідного отвору бандажа ежектора. Конструкція, застосовувана при здійсненні способів, відповідних об'єкту винаходу, що розглядається, може включати в себе і інші ознаки конструкції, описані вище. Втілення, представлені у вищевикладеному описі, не являють собою всі втілення, відповідні обсягу винаходу, що розглядається. Навпаки, вони є просто декількома прикладами, відповідними аспектам, що стосуються описаного об'єкта винаходу. Скрізь, де це можливо, одні і ті ж позиції будуть застосовуватися на всіх кресленнях для позначення одних і тих же або схожих частин конструкції. Хоч вище наведений докладний опис деяких варіантів, можливі інші модифікації або додаткові варіанти. Зокрема, можна передбачити додаткові ознаки і/або варіанти на доповнення до вказаних тут. Наприклад, втілення, описані вище, можуть бути направлені на створення різних комбінацій і підкомбінацій описаних ознак і/або комбінацій і підкомбінацій декількох додаткових ознак, описаних вище. Крім того, логічний ланцюжок, проілюстрований на прикладених кресленнях і/або описаний тут, не вимагає конкретного порядку дій, який показаний, або послідовного порядку для досягнення бажаних результатів. У рамках обсягу домагань нижченаведеної формули винаходу можливі інші варіанти здійснення або втілення. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Турбінна система для відбору енергії у води, що рухається відносно турбінної системи в напрямку течії набігаючого потоку, яка має вхідний кінець, виконаний з можливістю направляння в напрямку течії набігаючого потоку, і вихідний кінець, протилежний вхідному кінцю, причому вода має нерівномірний розподіл швидкості течії на вхідному кінці турбінної системи, при цьому турбінна система містить вузол ротора, який має осьову симетрію відносно осі обертання і має розташований вище по потоку торець ротора, орієнтований у напрямку до вхідного кінця; бандаж турбіни, що має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора, причому бандаж турбіни містить вхідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вхідного кінця, ніж торець ротора, і вихідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вихідного кінця, ніж вузол ротора, при цьому вихідний отвір бандажа турбіни включає в себе множину елементів змішувача бандажа турбіни, причому вхідний отвір бандажа турбіни виконаний з можливістю направляння першого об'єму води, що рухається в напрямку течії набігаючого потоку, у вузол ротора таким чином, що перший об'єм викликає обертання вузла ротора і відбір енергії з першого об'єму води перед тим, як перший об'єм води з меншою енергією випускається з бандажа турбіни через вихідний отвір бандажа турбіни; і бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни, причому бандаж ежектора містить вхідний отвір бандажа ежектора і вихідний отвір бандажа ежектора, при цьому вхідний отвір бандажа ежектора асиметричний відносно площини, що проходить через вісь обертання, так що він має більшу площу поперечного перерізу зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, ніж зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, при цьому вихідний отвір бандажа ротора проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа турбіни. 2. Турбінна система за п. 1, в якій вхідний отвір бандажа ежектора виконаний з можливістю направляння другого об'єму води, що рухається в напрямку течії потоку, у внутрішню порожнину бандажа ежектора, причому внутрішня порожнина бандажа ежектора містить множину елементів змішувача бандажа ежектора, які викликають змішування першого об'єму води з другим об'ємом води перед виходом через вихідний отвір бандажа ежектора. 3. Турбінна система за п. 2, в якій форми бандажа турбіни і бандажа ежектора мінімізують градієнт швидкості, що впливає на торець ротора, максимізують перший об'єм води і максимізують змішування першого і другого об'ємів перед випусканням з вихідного отвору бандажа ежектора, при цьому градієнт швидкості вимірюється вздовж торця ротора. 4. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-3, яка додатково містить центральне тіло, навколо якого обертається вузол ротора. 5. Турбінна система за п. 4, в якій бандаж турбіни додатково містить вузол статора, що містить лопатки статора, розташовані в осьовому напрямку навколо центрального тіла. 9 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6. Турбінна система за п. 5, в якій лопатки статора виконані з можливістю повороту для регулювання першого об'єму шляхом збільшення або зменшення прохідного перерізу, що надається для направляння течії набігаючого потоку. 7. Турбінна система за будь-яким з пп. 4-6, яка додатково містить дефлектор, який розташований перед центральним тілом і форма якого забезпечує інерційне відділення зависі сміття і/або водного сміття від першого об'єму перед тим, як перший об'єм стикається з торцем ротора. 8. Турбінна система за будь-яким з пп. 4-7, в якій центральне тіло містить розташований нижче по потоку кінець, виступаючий з центрального тіла у напрямку до вихідного отвору бандажа турбіни, причому розташований нижче по потоку кінець містить один або більше елементів змішувача. 9. Турбінна система за будь-яким з пп. 4-8, в якій центральне тіло містить центральну крізну порожнину. 10. Турбінна система за п. 8, в якій центральна порожнина виконана з можливістю забезпечення проходження водного сміття і/або водної флори і фауни через центральне тіло у напрямку до вихідного отвору бандажа турбіни без зіткнення з вузлом ротора. 11. Турбінна система за п. 8, в якій центральна крізна порожнина пропускає обвідний потік, що має велику енергію, в бандаж ежектора для поліпшення робочої характеристики змішування в бандажі ежектора. 12. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-11, в якій вхідний отвір бандажа турбіни має некруглий поперечний переріз, який має більшу площу поперечного перерізу зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, ніж зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. 13. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-12, в якій елементи змішувача бандажа турбіни містять одну або більше лопатей змішувача і щілин змішувача. 14. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-13, в якій вузол ротора містить маточину ротора, зовнішнє кільце ротора і першу множину радіально орієнтованих лопаток ротора, розташованих між маточиною. 15. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-14, в якій вихідний отвір бандажа ежектора містить другу множину елементів змішувача бандажа ежектора. 16. Турбінна система за п. 15, в якій елементи змішувача бандажа ежектора містять одну або більше лопатей змішувача і щілин змішувача. 17. Турбінна система за будь-яким з пп. 15, 16, в якій множина елементів змішувача бандажа ежектора не симетрична відносно площини, що проходить через вісь обертання, причому один або більше елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, є більшими, ніж один або більше елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. 18. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-17, в якій множина елементів змішувача бандажа турбіни не симетрична відносно площини, що проходить через вісь обертання, при цьому один або більше елементів змішувача бандажа турбіни зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, можуть бути більшими, ніж один або більше елементів змішувача бандажа турбіни зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. 19. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-17, яка додатково містить другий бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину другого бандажа ежектора, всередині якої знаходиться щонайменше частина бандажа ежектора, причому другий бандаж ежектора містить вхідний отвір другого бандажа ежектора і область вихідного отвору другого бандажа ежектора, при цьому вхідний отвір другого бандажа ежектора асиметричний відносно площини, що проходить через вісь обертання, так що він має більшу площу поперечного перерізу зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, ніж зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, при цьому вихідний отвір другого бандажа ежектора проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа ежектора. 20. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-19, в якій елементи змішувача бандажа ежектора і бандажа турбіни являють собою насос-змішувач і/або насос-ежектор, який збільшує витрату, при якій перший об'єм протікає через бандаж турбіни і через вузол ротора. 10 UA 99957 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 21. Турбінна система за будь-яким з пп. 1-20, в якій вхідний отвір бандажа ежектора містить один або більше рухомих дверних елементів, які приводяться в дію, збільшуючи або зменшуючи перший об'єм, що протікає через вузол ротора. 22. Спосіб відбору енергії у води, що рухається відносно турбінної системи в напрямку течії потоку, причому турбінна система має вхідний кінець, виконаний з можливістю направляння в напрямку течії набігаючого потоку, і вихідний кінець, протилежний вхідному кінцю, при цьому вода має нерівномірний розподіл швидкості течії на вхідному кінці турбінної системи, при якому захоплюють перший об'єм води в бандаж турбіни, що має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора, причому бандаж турбіни містить вхідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вхідного кінця, ніж вузол ротора, і вихідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вихідного кінця, ніж вузол ротора, при цьому вихідний отвір бандажа турбіни містить множину елементів змішувача бандажа турбіни; направляють перший об'єм води через вузол ротора таким чином, що вузол ротора відбирає енергію з першого об'єму води перед тим, як перший об'єм води з меншою енергією випускається з бандажа турбіни через вихідний отвір бандажа турбіни; захоплюють другий об'єм води в бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни, причому бандаж ежектора включає в себе вхідний отвір бандажа ежектора і вихідний отвір бандажа ежектора, при цьому вихідний отвір бандажа ежектора проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа турбіни; і змішують перший і другий об'єми, одержуючи змішаний об'єм, перед випусканням змішаного об'єму з вихідного отвору бандажа ежектора. 23. Спосіб за п. 22, при якому вихідний отвір бандажа ежектора містить елементи змішувача бандажа ежектора, які асиметричні відносно площини, що проходить через вісь обертання так, що щонайменше один з елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, є більшим, ніж щонайменше один з елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. 24. Спосіб за будь-яким з пп. 22, 23, при якому вхідний отвір другого бандажа ежектора асиметричний відносно площини, що проходить через вісь обертання так, що він має більшу площу поперечного перерізу зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, ніж зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. 25. Турбінна система для відбору енергії у води, що рухається відносно турбінної системи в напрямку течії набігаючого потоку, яка має вхідний кінець, виконаний з можливістю направляння в напрямку течії набігаючого потоку, і вихідний кінець, протилежний вхідному кінцю, причому вода має нерівномірний розподіл швидкості течії на вхідному кінці турбінної системи, при цьому турбінна система містить вузол ротора, який має осьову симетрію відносно осі обертання і має розташований вище по потоку торець ротора, орієнтований у напрямку до вхідного кінця; бандаж турбіни, що має внутрішню порожнину бандажа турбіни, всередині якої розташована щонайменше частина вузла ротора, причому бандаж турбіни включає в себе вхідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вхідного кінця, ніж торець ротора, і вихідний отвір бандажа турбіни, розташований ближче до вихідного кінця, ніж вузол ротора, при цьому вихідний отвір бандажа турбіни включає в себе множину елементів змішувача бандажа турбіни, які асиметричні відносно площини, що проходить через вісь обертання, так що щонайменше один з елементів змішувача бандажа турбіни зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, є більшим, ніж щонайменше один з елементів змішувача бандажа зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, при цьому вхідний отвір бандажа турбіни виконаний з можливістю направляння першого об'єму води, що рухається в напрямку течії набігаючого потоку, у вузол ротора таким чином, що перший об'єм викликає обертання вузла ротора і відбір енергії з першого об'єму води перед тим, як перший об'єм води з меншою енергією випускається з бандажа турбіни через вихідний отвір бандажа турбіни; і бандаж ежектора, що має внутрішню порожнину бандажа ежектора, всередині якої розташована щонайменше частина бандажа турбіни, причому бандаж ежектора включає в себе вхідний отвір бандажа ежектора і вихідний отвір бандажа ежектора, що проходить в напрямку течії потоку за межі елементів змішувача бандажа турбіни. 26. Система за п. 25, в якій вихідний отвір бандажа ежектора містить елементи змішувача бандажа ежектора, які асиметричні відносно площини, що проходить через вісь обертання, так що щонайменше один з елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується меншою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання, є 11 UA 99957 C2 більшим, ніж щонайменше один з елементів змішувача бандажа ежектора зі сторони, яка характеризується більшою швидкістю, від площини, що проходить через вісь обертання. 12 UA 99957 C2 13 UA 99957 C2 14 UA 99957 C2 15 UA 99957 C2 16 UA 99957 C2 17 UA 99957 C2 18 UA 99957 C2 19 UA 99957 C2 20 UA 99957 C2 21 UA 99957 C2 22 UA 99957 C2 23 UA 99957 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 24