PL70148Y1 - Turbina wodna podsiębierna o przepływie poprzecznym na platformie pływającej - Google Patents

Abstract

Turbina wodna stanowi turbinę akcyjną typu Michell-Banki, z poziomym wirnikiem wyposażonym w palisadę łopatek rozmieszczonych na jego obwodzie, wlotem i wylotem wody w obudowie wirnika, oraz układem przeniesienia napędu na wał generatora prądu. Obudowa wirnika zamocowana na platformie pływającej jest zintegrowana ze zbiornikiem zalewowym (2) doprowadzającym wodę do wirnik i komorą generatora prądu (5). Ponadto zbiornik zalewowy (2) jest wyposażony w elastyczne przewody (3) doprowadzające wodę ze spiętrzenia wodnego, platforma pływająca jest wyposażona w zamocowany przegubowo sztywny element cumowniczy (10), a łopatki (6) wirnika są usytuowane powyżej powierzchni wody odpływowej.

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest turbina wodna podsiębierna o przepływie poprzecznym na platformie pływającej, stanowiąca turbinę akcyjną małej mocy typu Michell-Banki, przeznaczona do stosowania na stopniach wodnych rzek i strumieni, takich jak jazy, śluzy, progi wodne lub inne przegrody spiętrzające wodę.

Turbina wodna o przepływie poprzecznym typu Michell-Banki jest turbiną akcyjną z promieniowym przepływem wody, w której woda jest doprowadzana do wirnika pod ciśnieniem atmosferycznym poprzez poziomy lub pionowy wlot wody. Wirnik turbiny składa się z poziomego wału i palisady łopatek zamocowanych na obwodzie wirnika pomiędzy tarczami. Ponadto w skład turbiny wchodzi uk ład przeniesienia napędu na generator prądu. Wyróżnik szybkobieżności turbiny sytuuje ją pomiędzy turbiną wodną styczną Peltona, a turbiną wodną diagonalną Francisa. Turbiny te są powszechnie stosowane na małych i dużych spadach wodnych w zabudowie stacjonarnej. Turbiny umieszczane są na obiektach hydrotechnicznych budowanych na stopniach wodnych lub są zasilane stałymi instalacjami rurociągowymi, wykorzystującymi różnice poziomów wody pomiędzy zbiornikiem zasilającym a odpływem. Niedogodnością tych turbin jest wrażliwość na zmienny poziom wody na odbiorze.

Znane są także turbiny z generatorem prądu i kołem wodnym umieszczonymi na pływakach lub innej platformie pływającej. W opisie patentowym PL 191848 przedstawiony jest pływający zespół prądotwórczy, w którym turbiny wodne są zamocowane pomiędzy dwoma kadłubami pływającymi zacumowanymi w nurcie cieku wodnego za pomocą lin. W adą tego typu turbin jest niska sprawność.

Turbina wodna podsiębierna małej mocy o przepływie poprzecznym na platformie pływającej, wyposażona w wirnik, obudowę wirnika i układ przeniesienia napędu na wał generatora prądu, według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że turbina wodna stanowi turbinę akcyjną typu Michell -Banki, z poziomym wirnikiem wyposażonym w palisadę łopatek rozmie szczonych na jego obwodzie, oraz wlotem i wylotem wody w obudowie wirnika, przy czym obudowa wirnika zamocowana na platformie pływającej jest zintegrowana ze zbiornikiem zalewowym doprowadzającym wodę do wirnika i komorą generatora prądu wykonaną w górnej części zbiornika zalewowego. Zbiornik zalewowy jest wyposażony w dyszę zalewową zamocowaną od strony wlotu wody do wirnika i elastyczne przewody doprowadzające wodę ze spiętrzenia wodnego. Platforma pływająca składa się ze sztywno połączonych pływaków wyposażonych w górny pomost obsługowy, dolny pomost obsługowy oraz zamocowany przegubowo sztywny element cumowniczy, przy czym łopatki wirnika są usytuowane powyżej powierzchni wody odpływowej.

Korzystnym jest, jeżeli łopatki wirnika są pokryte obustronnie powłoką elastomerową.

Korzystnym jest, jeżeli dysza zalewowa stanowi dyszę regulowaną.

Korzystnym jest, jeżeli górny pomost obsługowy jest wyposażony w barierkę ochronną, a dolny pomost obsługowy jest wyposażony w barierkę zabezpieczającą. W korzystnym wykonaniu element cumowniczy ma postać kratownicy przymocowanej do platformy pływającej przegubem płaskim o poziomej osi obrotu.

Rozwiązanie według wzoru użytkowego ma prostą konstrukcję, pozwalającą na zacumowanie turbiny przy progu dowolnego spiętrzenia wodnego bez wykonywania kosztownych prac hydrologicznych. Dzięki odpowiedniej wyporności pływaków platformy pływającej, zabudowany na niej wirnik turbiny pozostaje ponad poziomem lustra wody odpływowej niezależnie od warunków hydrologicznych. Zamocowane przegubowo sztywne elementy cumujące oraz elastyczne przewod y doprowadzające wodę zapewniają bezobsługową pracę turbiny przy zmiennym poziomie wody odpływowej. Pozwala to na podwyższenie sprawności hydromechanicznej turbiny. Pokrycie łopatek powłoką elastomerową wpływa na zwiększenie ich odporności mechanicznej i trwałości.

Przedmiot wzoru użytkowego jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia turbinę zacumowaną przy stopniu wodnym w widoku z boku, fig. 2 przedstawia turbinę w perspektywie, fig. 3 przedstawia turbinę w widoku z boku, fig. 4 przedstawia turbinę w widoku z tyłu, a fig. 5 przedstawia turbinę w widoku z góry.

Turbina wodna podsiębierna małej mocy o przepływie poprzecznym na platformie pływającej jest wyposażona w wirnik 1, obudowę 11 wirnika 1 i układ przeniesienia napędu na wał generatora prądu. Turbina wodna stanowi turbinę akcyjną typu Michell-Banki, z poziomym wirnikiem 1 wyposażonym w palisadę łopatek 6 rozmieszczonych na jego obwodzie, oraz wlotem i wylotem wody w obudowie 11 wirnika 1. Platforma pływająca składa się z połączonych sztywno pływaków 4. Obudowa 11 wirnika 1 zamocowana na platformie pływającej jest zintegrowana ze zbiornikiem zalewowym 2 doprowadzającym wodę do wirnika 1, oraz z komorą generatora prądu 5. Komora generatora prądu 5 jest wykonana w górnej części zbiornika zalewowego 2. Zbiornik zalewowy 2 jest wyposażony w elastyczne przewody 3 doprowadzające wodę ze spiętrzenia wodnego 12 , oraz wyposażony w dyszę zalewową 7, stałą lub regulowaną, zamocowaną od strony wlotu wody do wirnika 1. Łopatki 6 wirnika 1 są usytuowane powyżej powierzchni wody odpływowej 13. Ponadto łopatki 6 wirnika 1 są pokryte obustronnie powłoką elastomerową. Platforma pływająca jest wyposażona z przodu w zamocowany przegubowo sztywny element cumowniczy 10. Element cumowniczy 10 może być wykonany w postaci kratownicy, drabinki lub trapu. Końce elementu cumowniczego 10 są zamocowane do pływaków 4 za pomocą przegubu płaskiego o poziomej osi obrotu. Pływaki 4 mają wyporność zapewniającej usytuo wanie wirnika 1 wraz z jego obudową 11 nad poziomem powierzchni wody odpływowej 13, niezależnie od warunków hydrologicznych. Pływaki 4 są wyposażone w górny pomost obsługowy 8 z barierką ochronną 9, zapewniający dostęp do komory generatora prądu 5, oraz dolny pomost obsługowy 14 z barierką zabezpieczającą 15. Układ przeniesienia napędu z wirnika 1 na wał generatora prądu składa się z zespołu przekładni i sprzęgła kardana od strony generatora prądu. W skład zespołu przekładni może wchodzić przekładnia kątowa połączona z wałem wirnika 1.

Turbina według wzoru użytkowego może być stosowana jako hydroelektrownia małej mocy nawet przy niewielkim, rzędu 1 m, spiętrzeniu wodnym. Nie wymaga wykonania kosztownych prac hydrotechnicznych, co obniża koszty inwestycji. Po nadto prosta konstrukcja turbiny pozwala na jej wykonanie przez typowy warsztat mechaniczny.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia ochronne

   1. Turbina wodna podsiębierna małej mocy o przepływie poprzecznym na platformie pływającej, wyposażona w wirnik, obudowę wirnika i układ przeniesienia napędu na wał generatora prądu, znamienna tym, że turbina wodna stanowi turbinę akcyjną typu Michell-Banki, z poziomym wirnikiem (1) wyposażonym w palisadę łopatek (6) rozmieszczonych na jego obwodzie, oraz wlotem i wylotem wody w obudowie (11) wirnika (1), przy czym obudowa (11) wirnika (1) zamocowana na platformie pływającej jest zintegrowana ze zbiornikiem zalewowym (2) doprowadzającym wodę do wirnika (1) i komorą generatora prądu (5) wykonaną w górnej części zbiornika zalewowego (2), zbiornik zalewowy (2) jest wyposażony w dyszę zalewową (7) zamocowaną od strony wlotu wody do wirnika (1) i elastyczne przewody (3) doprowadzające wodę ze spiętrzenia wodnego (12), platforma pływająca składa się ze sztywno połączonych pływaków (4) wyposażonych w górny pomost obsługowy (8), dolny pomost obsługowy (14) oraz zamocowany przegubowo sztywny element cumowniczy (10), a łopatki (6) wirnika (1) są usytuowane powyżej powierzchni wody odpływowej (13).
2. 2. Turbina według zastrz. 1, znamienna tym, że łopatki (6) wirnika (1) są pokryte obustronnie powłoką elastomerową.
3. 3. Turbina według zastrz. 1, znamienna tym, że dyszę zalewową (7) stanowi dyszę regulowaną.
4. 4. Turbina według zastrz. 1, znamienna tym, że górny pomost obsługowy (8) ma barierkę ochronną (9), a dolny pomost obsługowy (14) ma barierkę zabezpieczającą (15).
5. 5. Turbina według zastrz. 1, znamienna tym, że element cumowniczy (10) ma postać kratownicy przymocowanej do platformy pływającej przegubem płaskim o poziomej osi obrotu.