Ківшово-камерна турбіна

1. Ківшово-камерна турбіна, що містить герметичний корпус, у якому на осі розміщений ротор з камерами, розміщеними на поверхні ротора рівномірно і симетрично, яка відрізняється тим, що камери являють собою ковші-камери, виконані конусоподібними й округленими, причому стінки ковшів-камер утворені лопатками, укріпленими між дисками ротора і поверхнею ротора, при цьому лопатки розташовані по дотичній до поверхні ро U 2 (19) 1 3 18360 4 Недоліками відомого пристрою є необхідність патрубок відводу повітря, розміщений у верхній подачі води з великим напором через сопла й обчастині ємності, причому двигун постачений додамежені функціональні можливості, що не дозволятковими ємкостями з роторами, аналогічними з ють використовувати його в ковшово-камерной основним, і додатковими патрубками підведення і турбіні, що заявляється. відводу повітря, при цьому патрубок відводу з'єдВідома «Кiвшова гідротурбіна» [Авт. св. СРСР нунаний з патрубком підведення сусідньої ємності, №532696, МПК-2F 03В 1/00, БВ-39-76р.], що міса ковші постачені додатковими секціями, прикріптить розміщені в кожусі диск робочого колеса з леними до їхньої зовнішньої поверхні. закріпленими на ньому ковшами і противорозгоний Недоліками відомого пристрою є складність пристрій, причому вхідний канал противорозгоноконструкції, велика витрата стиснутого повітря, му пристрою виконаний конфузорним, а вихідний тому що цей пристрій використовується тільки постачений соплами, осі яких розташовані по обох Архимедову (піднімальну, що виштовхує) силу сторони площини симетрії робочого колеса, а на пухирців стиснутого повітря, подаваного на кiвші. диску робочого колеса по обидва боки встановлені Найбільш близьким по технічній сутності і регальмові лопатки. зультату, що досягається, і прийнятим у якості Недоліком відомого пристрою є неможливість прототипа є «Вічний пневмогидравлический двивикористання його в кiвшово-камерной турбіні, що гун» [Патент України №22332А, МПК-6F 03В 17/04, заявляється. БВ-3-98р.], що містить заповнену рідиною ємність і Відома «Кiвшова гідротурбіна» [Авт. св. СРСР герметично розміщений у ємності ротор, що має №723207, МПК-2F 03В 1/00, БВ-11-80р.], що місвиконавчі пневмокамери зі штоками, причому ротить щонайменше два підводячих сопла, вісь одтор виконаний пустотілим і з'єднується з атмосфеного з яких нахилена до осі іншого під гострим рою за допомогою пустотілого вала, а пневмокакутом, причому кут між осями сопел дорівнює 45°мери виконані наскрізними і розташовані на 50°. поверхні ротора рівномірно попарно-симетрично Недоліками відомого пристрою є необхідність щодо подовжньої осі ротора, у них розташовані з подачі води з великим напором через сопла і неможливістю зворотно-поступального руху поршні, можливість використання його в кiвшово-камерной жостко з'єднані між собою штоками. турбіні, що заявляється. Недоліком прототипу є наявність декількох Відома «Кiвшова гідротурбіна» [Авт. св. СРСР пневмокамер, поверхні яких повинні мати щільне №966278, МПК-3F 03В 1/00, БВ-38-82р.], що міссполучення зі своїми штоками, яки переміщаютьтить робоче колесо з лопатами, основне сопло й ся, для герметизації внутрішнього обсягу ротора, улавливач, повідомлений за допомогою перекладщо неминуче з'явиться причиною підвищеного ного каналу з додатковим соплом, спрямованим на тертя між зазначеними елементами конструкції лопаті, причому вона постачена додатковим улавпристрою і знизить енергетичні показники приливачем і перекладним каналом, підключеним до строю за прототипом. додаткового сопла, і обоє улавливача встановлені Задачею корисної моделі є розробка принцисиметрично щодо площини обертання робочого пово нової конструкції ковшово-камерной турбіни з колеса і розташовані з бічних сторін лопат на дідосягненням технічного результату - підвищення лянці взаємодії їх зі струменем води, що минає з енергетичних показників пристрою. основного сопла, а додаткове сопло орієнтоване Поставлена задача досягається тим, що в на робочі поверхні лопат. «Кiвшово-камерної турбіні», яка містить герметичНедоліками відомого пристрою є необхідність ний корпус, у якому на осі розміщений ротор з каподачі води з великим напором через сопла і немерами, розміщеними на поверхні ротора рівноміможливість використання його в кiвшово-камерной рно і симетрично, камери являють собою ковшітурбіні, що заявляється. камери, виконані конусоподібними й округленими, Відома «Реверсивна кiвшова гідротурбіна» причому стінки ковшів-камер утворені лопатками, [Авт. св. СРСР №969938, МПК-3F 03В 1/00, БВ-40укріпленими між дисками ротора і поверхнею ро82р.], що містить установлений на валу диск із тора, при цьому лопатки розташовані по дотичній лопатами і сопла прямого і зворотного обертання, до поверхні ротора і виконані з мінімальними запричому вона додатково містить другий вал, паразорами щодо корпуса, крім того, диски ротора вилельно зміщений щодо першого вала, і встановконані с кільцевими ущільненнями щодо корпуса, у лений на ньому додатковий диск, а лопати розтаякому виконані отвори для подачі робочого тіла, шовані між дисками і закріплені на них за крім того, на поверхні ротора розміщені два ряди допомогою рівнобіжних шарнірних пальців, розтапротилежно спрямованих ковшів - камер, робоче шованих друг від друга на відстані, рівній відстані тіло являє собою рідину під тиском, а отвору в між осями валів. корпусі для подачі робочого тіла закриті обичайНедоліками відомого пристрою є необхідність кою, що має штуцер для підведення робочого тіла. подачі води з великим напором через сопла і неДосягнення зазначеного технічного результату можливість використання його в кiвшово-камерной можливо тільки за рахунок спільної (синергетичтурбіні, що заявляється. ної) дії усіх відмітних ознак пристрою в сукупності з Відомий «Гідропневматичний двигун» [Авт. св. використанням всіх суттєвих ознак корисної модеСРСР №1753009, МПК-5F 03В 9/00, БВ-29-92р.], лі, що заявляється, зазначених у її формулі. що містить ротор із закріпленими на ньому ковшаСуттєвими ознаками пристрою, що заявляєтьми, встановлений у заповненою рідиною ємності, ся, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаджерело стиснутого повітря, повідомлений з нижки: ньою частиною ємності патрубком підведення, і - герметичний корпус; 5 18360 6 - у герметичному корпусі на осі розміщений пристрою, що заявляється, на Фіг.2 показаний перотор з камерами; ретин Фіг.1 по кільцевій порожнині 11 (перетин - камери розміщені на поверхні ротора рівноФіг.1 по кільцевій порожнині 12 - аналогічен перемірно і симетрично. тину на Фіг.2, за винятком того, що напрямок ковВідмітними від прототипу суттєвими ознаками шів-камер КК 9 протилежно тому, що зображено пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: на Фіг.2). - камери являють собою ковші-камери; Пристрій, що заявляється, реалізовано в такий - ковші-камери виконані конусоподібними й спосіб. округленими; Кiвшово-камерная турбіна, що заявляється, - стінки ковшів-камер утворені лопатками; (далі по тексту - ККТ) являє собою безвидаткову, - лопатки укріплені між дисками ротора і повегідропневматичну, вертикально-горизонтальну, рхнею ротора; кiвшово-камерну турбіну. - лопатки розташовані по дотичній до поверхні Для готування робочого тіла (далі по тексту ротора; РТ), застосовуваного в ККТ, яка заявляється, ви- лопатки виконані з мінімальними зазорами користовують беспоршневой компресор (далі по щодо корпуса; тексту - БК). - диски ротора виконані з кільцевими ущільККТ складається з робочого циліндра (далі по неннями щодо корпуса, у якому виконані отвори тексту - РЦ) 1, закритого з торців кришками 2 і 3, у для подачі робочого тіла. яких на радіально-упорних підшипниках 4 і 5 розПриватними відмітними від прототипу суттєміщений вал 6 ротора ККТ, що являє собою коввими ознаками пристрою, що заявляється, є нашово-камерне колесо (далі по тексту - ККК) 7, що ступні ознаки: має по два ряду парної кількості ковшів-камер (да- на поверхні ротора розміщені два ряди пролі по тексту - КК) 8, наприклад, по 16, розташоватилежно спрямованих ковшів-камер; них ліворуч і праворуч від середини довжини вала - робоче тіло являє собою рідину під тиском; 6, при цьому кожен ряд КК 8 має свою - праву чи - отвору в корпусі для подачі робочого тіла заліву - спрямованість щодо осі вала 6. криті обичайкою, що має штуцер для підведення РЦ 1 складається з циліндричного корпуса 9, робочого тіла. прошліфованого усередині. Зовні РЦ 1 маються Між сукупністю суттєвих ознак корисної модедві кільцеві порожнини 10 і 11, що з'єднані за долі, що заявляється, і очікуваним технічним резульпомогою наскрізних свердлінь 12 у корпусі 9 з кожтатом існує наступна причинно - слідчий зв'язок. ної КК 8 у своєму ряді - чи правом левом. Кільцеві Підвищенню енергетичних показників ковшопорожнини 10 і 11 мають штуцери 13 для підвево-камерной турбіни сприяє та обставина, що придення РТ у КК 8, штуцери 14 для з'єднання з атмострій, що заявляється, є безвидатковим, тобто сферою (при необхідності), штуцери 15 для приєпрактично немає втрат робочого тіла (речовини). днання манометрів. Крім того, у порівнянні з прототипом у приКорпус 9 РЦ 1 з'єднується з торцевыми кришстрої, що заявляється, більш раціонально викориками 2 і 3 за допомогою рознімних з'єднань 16. стовується весь корисний обсяг турбіни, що також Корпус 9 РЦ 1 має підставу (умовно не покасприяє підвищенню энегетических показників призане), за допомогою якого ККТ можна установити строю. чи вертикально горизонтально. Досягнення зазначеного вище технічного реККК 7 складається з вала 6, на який приварені зультату можливо тільки при наявності сукупності три кільцевих диски (далі по тексту - КД) 17,18 і 19. всіх суттєвих ознак, викладених у формулі корисМіж КД 17, 18 нерухомо укріплені плоскі лопатки ної моделі, при відсутності кожного з них технічний 20, що одним кінцем також нерухомо укріплені на результат не може бути досягнутим. лівій частині вала 6. Між КД 18, 19 нерухомо укріпПроведений заявником аналіз рівня техніки, лені плоскі лопатки 21, що одним кінцем також що включає пошук по патентних і науковонерухомо укріплені на правій частині вала 6. технічних джерелах інформації, з виявленням Між двох КД 17 і 18 розташована труба 22, а джерел, що містять інформацію про аналоги техніміж двох КД 18 і 19 розташована труба 23. чного рішення, що заявляється, дозволяє устаноДо труби 22 нерухомо прикріплені плоскі лопавити, що заявником не виявлені аналоги, що харатки 20, а до труби 23 нерухомо прикріплені плоскі ктеризуються всією сукупністю ознак, ідентичної лопатки 21. всім суттєвим ознакам пристрою, зазначеним у Плоскі лопатки 20 і 21, КД 17, 18 і 19, поверхня формулі корисної моделі, що заявляється. труб 22 і 23 і внутрішня поверхня корпуса 1 утвоТому можна затверджувати, що корисна морять шістнадцять пар ковшів - камер КК 8, причому дель відповідає умові охраноздатности за критерівнутрішня поверхня кожної з КК 8 являє собою єм «новизна». Архимедову яму-клин. Крім того, корисна модель промислове застоУ поперечному (діаметральному) перерізі косовна, тому що пристрій, що заявляється, може жна КК 8 утворить закритий конус між двома сумібути використане практично у всіх областях техніжними плоскими лопатками 20 чи 21, а похилі локи, наприклад, в енергетиці, у приводах різних мепатки 20 і 21 разом із внутрішньою поверхнею РЦ ханізмів, пристроїв і транспортних засобів. 1 утворять округлений, відкритий для тиску РТ Можливість здійснення корисної моделі, що конус, а всі разом вони утворять округлені ковшізаявляється, підтверджується описом, що нижче камери КК 8 реактивної зворотної дії, тобто РТ не приводиться, його практичної реалізації. виходить з цих КК 8, а входить (давить) з відкритоНа Фіг.1 показаний розріз по осьовій площині го конуса в закритий конус. 7 18360 8 А тому, що вся КК 8 складається з безлічі рівра ККТ 7, що, при відповідних параметрах ККТ 7 нобіжних конусів, то сума їх і утворить силову Аргеометричних розмірах і тиску РТ, може досягати химедову яму-клин. величезних значень, що дозволяє ефективно виКД 17, 18 і 19 мають кожна по дві маслосгоні користовувати пристрій, який заявляється, для канавки 24, крім того, бічні поверхні КД 17, 18 і 19 здійснення механічної роботи у якості привіду різмають кільцеподібні чепцеві ущільнення 25. них машин, механізмів і пристроїв. На кришках 2 і 3 встановлені технологічні патПри цьому слід зазначити, що тертя між плосрубки 26. кими лопатками 20 чи 21, КД 17-19 і корпусом 9 РЦ Пристрій, що заявляється, працює в такий 1 мінімально, однак, на корпус 9 РЦ 1 діє сила спосіб. ваги ККК 8 з олією. Ковшово-камерная турбіна є безвидаткової і Розглянемо роботу ККТ 8 при вертикальному працює з використанням робочого тіла (РТ), підгоположенні осі вала 6. товленого за допомогою беспоршневого компреПри цьому ротора робота ККТ 7 відбувається сора (умовно не показаний). РТ являє собою рідианалогічно описаному вище, однак при цьому нейну, наприклад, олію (чи воду), що знаходиться під тралізуються (врівноважуються) сили ваги ротора визначеним і регульованим тиском стиснутого газ РТ за рахунок створення піднімальної сили від зу. тиску РТ у порожнині 27 між нижньою кришкою 3 і ККТ 7 може працювати як при горизонтальноКД 19, тому що тиск РТ у порожнині 28 між верхму, так і при вертикальному положенні осі вала 6 ньою кришкою 2 і КД 17 нижче тиску в порожнині ротора ККТ 7. 27. Розглянемо роботу ККТ 7 при горизонтальноУ результаті радиальноупорные підшипники 4 і му положенні осі вала 6. 5 вала 6 ротора ККТ 7 виявляються розвантажеРТ надходить у КК 8, у яких воно створює раними при роботі пристрою. діальні сили тиску від корпуса 9 РЦ 1. Ці радіальні Аналіз роботи пристрою, що заявляється, досили тиску впливають на плоскі лопатки 20 чи 21, зволяє зробити висновок, що автором розроблене відбиваютьсявід них по перпендикулярі і створювисокоефективний нетрадиційний пристрій, призють рівнодіючу силу, спрямовану убік закритого начений як привід обертання - машин, механізмів, конуса в кожної КК 8. електрогенераторів і інших пристроїв. При цьому радіальні сили тиску від корпуса 9 Таким чином, задача, поставлена в дійсній коРЦ 1 у накрестлежачих КК 8 врівноважують один рисній моделі - розробка принципово нової консодного і тому не створюють згинаючого моменту трукції ковшово-камерной турбіни - виконана з на вал 6. досягненням технічного результату - підвищення Сума всіх рівнодіючих сил, що діють у кожній із енергетичних показників пристрою. КК 8, створює обертаючий момент на валу 6 рото 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 18360 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601