PL216020B1 - Silnik wodny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest silnik wodny niskospadowy przeznaczony do zamiany energii kinetycznej strumienia wody na energię przekazaną do generatora produkcji energii elektrycznej lub napędu innych urządzeń odbiorczych.

Znane i powszechnie stosowane w energetyce niskich mocy są silniki lub turbiny przepływowe napędzane medium ciekłym lub gazowym. Silniki te posiadają wirniki łopatkowe, śmigłowe lub walcowe zabudowane obrotowo na wałach umieszczonych w strudze medium wodnego lub gazowego. Znane z polskiego zgłoszenia wzoru użytkowego W-111701 rozwiązanie poziomej turbiny wodnej rurowej posiadało wirnik śmigłowy umieszczony w rurze przedzielonej dyfuzorem z otworami naprowadzającymi i kierującymi strumień wody na łopatki śmigła wirnika. Wał wirnika znanej turbiny, wyprowadzony na zewnątrz rury wodnej poprzez przekładnie, napędzał generator energetyczny niskiej mocy. Znane są również rozwiązania turbin o regulowanej geometrii łopatek wirnika napędzanej medium gazowym. Znana z polskiego opisu patentowego nr 168648 turbina gazowa o przepływie osiowym posiada zestawy łopatek o regulowanej geometrii i ustawieniu w stosunku do przepływającego strumienia gazu. W innym rozwiązaniu znanym z polskiego opisu patentowego nr 149863 opisano wieniec walcowy do montażu łopatek wirnika turbiny z przepływem osiowym. Znane rozwiązania wymagały dużych nakładów budowlanych, były rozwiązaniami o potrzebie dużego sprężenia medium wodnego lub gazowego, co podrożało koszty budowy turbiny lub silnika wodnego.

Dla wyeliminowania tej niedogodności opracowano silnik wodny według wynalazku.

Silnik wodny według wynalazku zbudowany jako ultraniskospadowy z turbiną o osi pionowej, posiada w obudowie ułożyskowany wirnik ustawiony w nurcie wirującego strumienia wodnego, posiadający dwułopatkową głowicy śmigłową osadzoną i opisaną na kuli ułożyskowanej wraz z trzpieniem w prowadnicy uformowanej jako kierownica strumienia wody, a drugi wolny koniec trzpienia przenosi obroty do urządzenia użytkowego. Łopatki głowicy śmigłowej umieszczone są w rurze ssawnej posiadającej naprzeciw wylotu półkulistą wypukłą kierownice strumienia wody wylotowej, osadzoną na dnie dwupoziomowej obudowy silnika. Łopatki dwułopatkowego wirnika mocuje się nierozłącznie na kuli pod kątem nachylenia od dwunastu do dwudziestu siedmiu stopni w stosunku do osi poziomej kuli. Rura ssawna posiada od wewnątrz spiralnie umieszczone wgłębienia, powyżej których znajduje się wyoblone gniazdo dwułopatkowej głowicy wirnika. Na zewnątrz rura ssawna posiada pierścień regulacyjno-zamykający, który po opuszczeniu przerywa strumień wodny. Układ wirnika z rurą ssawną umieszczony jest w dwupoziomowej obudowie, która na górnej pokrywie posiada od wewnątrz wybranie w kształcie ślimaka nadające strumieniowi wody wlotowej postać wiru kierowanego na dwułopatkowy wirnik silnika za pomocą kierownicy trzpienia wirnika. Usytuowana w nurcie strumienia wodnego dwupoziomowa obudowa silnika z wybraniem na górnym poziomie zawirowuje strumień wody i kierownica osadzona na trzpieniu wirnika, kieruje strumień na łopatki wirnika, obracające się w rurze ssawnej, a następnie strumień wody ślizgając się po półkulistej wypukłości, wypływa dolnym poziomem obudowy. Wirnik połączony z trzpieniem przekazuje obroty na zewnątrz obudowy silnika do urządzenia odbiorczego. Rozwiązanie silnika wodnego według wynalazku jest skutecznym, prostym i tanim w realizacji sposobem na uzyskanie ekologicznej energii.

Silnik wodny według wynalazku ukazano w przykładowym wykonaniu na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia przekrój silnika wodnego, fig. 2 przedstawia widok spiralnego wybrania w widoku z góry, fig. 3 przedstawia szczegół wirnika umieszczonego w rurze ssawnej.

Silnik wodny według wynalazku zbudowany jako ultraniskospadowy o różnicy poziomów 0,8 do 2,0 m z turbiną o osi pionowej. Silnik posiada w obudowie 7 ułożyskowany wirnik 1 ustawiony w nurcie wirującego strumienia wodnego, posiadający dwułopatkową głowicę 2 śmigłową, osadzoną i opisaną na kuli ułożyskowanej wraz z trzpieniem w prowadnicy 3 uformowanej jako kierownica strumienia wody, a drugi wolny koniec trzpienia przenosi obroty do urządzenia użytkowego. Łopatki głowicy 8 śmigłowej umieszczone są w komorze wirnika, która jest w kształcie pasa kulistego osiowego w górnej części rury ssawnej 4 posiadającej naprzeciw wylotu półkulistą wypukłą kierownicę 5 strumienia wody wylotowej, osadzoną na dnie dwupoziomowej obudowy 7 silnika. Łopatki 8 dwułopatkowego wirnika 1 mocuje się nierozłącznie na kuli 2 pod kątem nachylenia od dwunastu do dwudziestu siedmiu stopni w stosunku do osi poziomej kuli. Rura ssawna 4 posiada od wewnątrz spiralnie umieszczone wgłębienia 6, powyżej których znajduje się wyoblone gniazdo dwułopatkowej głowicy wirnika 1. Wgłębienia 6 mają zadanie obniżenia oporów przepływu wody w silniku. Na zewnątrz rura ssawna 4 posiada przesuwny pierścień regulacyjno-zamykający 9, który po opuszczeniu przerywa strumień wodny. Układ

PL 216 020 B1 wirnika 1 z rurą ssawną 4 umieszczony jest w dwupoziomowej obudowie 7, która na górnej pokrywie posiada od wewnątrz wybranie 10 w kształcie ślimaka nadające strumieniowi wody wlotowej postać wiru kierowanego na dwułopatkowy wirnik 1 silnika za pomocą kierownicy 3 trzpienia wirnika. Usytuowana w nurcie strumienia wodnego dwupoziomowa obudowa 7 silnika z wybraniem 10 na górnym poziomie zawirowuje strumień wody i kierownica 3 osadzona na trzpieniu wirnika, kieruje strumień na łopatki 8 wirnika 1, obracające się w rurze ssawnej 4, a następnie strumień wody ślizgając się po półkulistej wypukłości 5, wypływa dolnym poziomem obudowy 7. Wirnik połączony z trzpieniem przekazuje obroty na zewnątrz obudowy silnika do urządzenia odbiorczego.

Claims (4)

1. Silnik wodny ultraniskospadowy posiadający w obudowie ułożyskowany wirnik, ustawiony w nurcie wirującego strumienia wodnego, znamienny tym, ze dwułopatkowy wirnik (1) osadzony jest na kuli (2) ułożyskowanej wraz z trzpieniem umieszczonym w prowadnicy (3), a łopatki wirnika (1) umieszczone są w komorze wirnika rury ssawnej (4) posiadającej u wylotu wypukłą półkulistą kierownicę (5), zaś całość umieszcza się w dwupoziomowej obudowie (7) silnika.

2. Silnik wodny według zastrz. 1, znamienny tym, ze łopatki (8) dwułopatkowego wirnika (1) mocuje się na kuli (2) nierozłącznie pod kątem nachylenia od dwunastu do dwudziestu siedmiu stopni w stosunku do osi poziomej kuli.

3. Silnik wodny według zastrz. 1, znamienny tym, ze rura ssawna (4) posiada od wewnątrz spiralnie umieszczone wgłębienia (6), a na zewnątrz rura (4) posiada ruchomy pierścień (9).

4. Silnik wodny według zastrz. 1, znamienny tym, że górna pokrywa obudowy (7) posiada krzywoliniowe wybranie (10) spiralnie okrążające kierownice (3) wirnika (1).