FI130478B - A turbine and a turbine assembly intended to be immersed in a flowing medium - Google Patents

Abstract

Keksintö koskee turbiinia ja turbiiniasetelmaa. Turbiiniin (10), joka on tarkoitettu upotettavaksi virtaavaan väliaineeseen, kuuluu kaksi etäisyydellä toisistaan olevaa vastakkaista laippaa (11) ja niiden välissä oleva akseli (12). Laippojen väliin on laakeroitu ainakin yksi turbiinisiipiyksikkö (13a, 13b) joka väliaineen virtauksen (V) voimasta pyörittää turbiinia. Turbiinisiipiyksikössä on kaksilapainen siipi (14) joka on laakeroituna akseliin (15) ja jota virtauksen myötävirtaan kuljettavan matkan ohjataan hihnalla (17). Keksinnön mukaisesti siipi (14) muodostuu kahdesta seinämästä, joiden väliseen tilaan on sovitettu ainakin yksi lisäsiipi ja sen ainakin yksi mäntä. Siiven kummassakin lavassa on yksi tai useampi virtausaukko väliaineelle, jolloin kun siiven liike myötävirtaan on päättymässä, väliaineen paine siiven sisällä työntää mäntää ja lisäsiipeä väliaineen virtaussuunnassa ulospäin, jolloin siiven painopiste siirtyy ja siipi tulee epäkeskeiseksi ja siipi kääntyy virtauksen suuntaiseksi vastavirtaan kuljettavan matkan.The invention concerns a turbine and a turbine layout. The turbine (10), which is intended to be immersed in a flowing medium, includes two opposite flanges (11) at a distance from each other and a shaft (12) between them. At least one turbine blade unit (13a, 13b) is mounted between the flanges, which rotates the turbine due to the force of the medium flow (V). The turbine blade unit has a two-bladed blade (14) which is mounted on a shaft (15) and which is controlled by a belt (17) for the distance the flow travels downstream. According to the invention, the wing (14) consists of two walls, in the space between which at least one additional wing and its at least one piston are fitted. Each vane of the wing has one or more flow openings for the medium, so when the downstream movement of the wing is about to end, the pressure of the medium inside the wing pushes the piston and the additional vane outwards in the direction of the flow of the medium, causing the center of gravity of the wing to shift and the wing to become off-centered and the wing to turn in the direction of the flow for the distance traveling upstream.

Description

Virtaavaan väliaineeseen upotettavaksi tarkoitettu turbiini ja turbiiniasetelma - Turbin avsedd for nedsänkning i ett strommande medium och ett arrangemang för turbinerTurbine and turbine set-up intended for immersion in a flowing medium

Keksinnön kohteena on veteen tai muuhun virtaavaan väliaineeseen upotettava turbiini.The object of the invention is a turbine that can be immersed in water or another flowing medium.

Keksintö liittyy erityisesti sellaisiin turbiineihin, joissa on akseli, jonka ympärille on pyörivästi sovitettu joukko turbiinisiipiä, jotka kiertävät — etäisyyden päästä turbiinin akselia turbiinia käyttävän väliaineen virtauksen voimasta.The invention is particularly related to turbines that have a shaft around which a number of turbine blades are rotatably arranged, which rotate at a distance from the turbine shaft to the force of the flow of the medium driving the turbine.

Tällaisia turbiineja käytetään esimerkiksi upotettuna virtaavaan veteen, jossa niiden pyörimisliike muunnetaan sähköksi generaattorin avulla.Such turbines are used, for example, immersed in flowing water, where their rotation is converted into electricity with the help of a generator.

Myös kaasuvirtauksissa näitä turbiineja voidaan käyttää.These turbines can also be used in gas flows.

Ongelmana tämäntyyppisissä turbiineissa on syklissä vastavirtaan kulkevien siipien aiheuttama tehohäviö. Kun turbiinissa siivet on sovitettu pyörimään oman akselinsa ympäri, siipiä voidaan ohjata jakohihnan avulla oikeassa asennossa myötävirtauksen eli työvaiheen aikana. Tunnetaan ratkaisuja, esim. WO8501780 ja US4095422, joissa vastavirtaan kulkevia siipiä muutetaan erilaisilla mekanismeilla vähemmän virtausvastusta aiheuttavaan asentoon, paremman työntövoiman saamiseksi turbiiniin.The problem with this type of turbine is the power loss caused by the blades traveling upstream in the cycle. When the blades in the turbine are adapted to rotate around their own axis, the blades can be steered with the help of a timing belt in the correct position during the downstream, i.e. working phase. Solutions are known, e.g. WO8501780 and US4095422, in which the blades traveling against the current are changed by various mechanisms to a position causing less flow resistance, in order to obtain a better thrust to the turbine.

Ongelmana on ollut löytää yksinkertainen ja luotettava ratkaisu, jolla minimoidaan vastavirtaan kulkevien turbiinisiipien aiheuttamaa tehohäviötä. Lisäksi tavoitteena on luoda turbiinirakenne, joka ei vaadi suuria tai pysyviä muutoksia ympäristöön, ja jonka maisemavaikutus on vähäinen. Keksinnön mukaisesta turbiinirakenteesta 90% on vedenpinnan alla. Lisäksi tavoitteena on ollut mahdollisimman vähän teknistä valvontaa vaativa laite, joka soveltuisi hyvin paikalliseen sähköntuotantoon ympäri maailmaa.The problem has been to find a simple and reliable solution to minimize the power loss caused by the turbine blades traveling upstream. In addition, the goal is to create a turbine structure that does not require major or permanent changes to the environment, and whose impact on the landscape is minimal. 90% of the turbine structure according to the invention is below the water surface. In addition, the goal has been a device requiring as little technical supervision as possible, which would be well suited for local electricity production around the world.

Keksinnön kohteena olevassa turbiinissa tämä ongelma on ratkaistu siten, miten jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.In the turbine that is the subject of the invention, this problem has been solved as stated in the patent claims below.

Keksintö koskee myös asetelmaa, jossa useita pystysuoraan — virtaavaan veteen asetettuja keksinnön mukaisia turbiineja on sijoitettu rinnakkain ja peräkkäin matriisin muotoon, ja jossa kussakin turbiinissa siipiyksiköiden siipikulmat ohjataan vastakkaisvaiheisesti seuraavaan vierekkäin ja/tai peräkkäin olevaan turbiiniin nähden.The invention also relates to a setup in which several turbines according to the invention placed in vertically flowing water are placed parallel and in succession in the form of a matrix, and in which in each turbine the blade angles of the blade units are controlled in opposite phase with respect to the next adjacent and/or consecutive turbine.

Keksinnöstä seuraa merkittäviä etuja, kuten että turbiinin siipien kääntäminen vastavirta-asentoon ei vaadi veden alle upotettavia mekanismejä eikä ulkoista voimaa, vaan siivet kääntyvät virtauksen voimasta, eli hydraulisesti. Turbiinin rakenne on mm. tästä syystä hyvin modulaarinen ja helposti huollettavissa.Significant advantages follow from the invention, such as turning the turbine blades to the upstream position does not require submersible mechanisms or external force, but the blades are turned by the force of the flow, i.e. hydraulically. The structure of the turbine is e.g. therefore very modular and easy to maintain.

Keksinnön mukaisella turbiinilla voidaan joen, kanavan tai olemassa olevan vesivoimalan alavirtauksen kokonaisvirran vesimäärää hyödyntää tehokkaasti ja moninkertaisesti, kun turbiineja asetetaan virtaukseen peräkkäin.With the turbine according to the invention, the total amount of water in the downstream of a river, canal or existing hydroelectric power plant can be used efficiently and multiple times when the turbines are placed in the flow one after the other.

Keksinnön mukainen turbiini voi olla kokonaisuutena tehdasvalmistei- nen, jolloin pienemmät turbiiniyksiköt voidaan toimittaa toimintavalmii- na, ja suuremmat osakokonaisuuksina vesillelaskupaikalla kokoonpan- tavaksi.The turbine according to the invention can be factory-made as a whole, in which case the smaller turbine units can be delivered ready for operation, and the larger ones as sub-assemblies to be assembled at the launch site.

Keksinnön mukaisen turbiinin tuottopotentiaali on arviolta n. 1 kW/m? virtausnopeudella im/s, eli jos turbiiniyksiköiden työvaiheessa olevien siipien yhteenlaskettu pinta-ala on 100 m?, niin laitteiston teho on n. 100 kW, kun virtaus on 1 m/s.The production potential of the turbine according to the invention is approximately 1 kW/m? with a flow rate im/s, i.e. if the total surface area of the blades in the working phase of the turbine units is 100 m?, then the power of the equipment is approx. 100 kW when the flow is 1 m/s.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissaThe invention is explained in more detail in the following with the help of examples by referring to the attached figures, in which

Kuvio 1 esittää poikkileikkauskuvan keksinnön ainakin joitakin suoritusmuotoja mahdollistavasta turbiinista;Figure 1 shows a cross-sectional view of a turbine enabling at least some embodiments of the invention;

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen turbiinisiipiyksikön ainakin joidenkin suoritusmuotojen rakennetta;Figure 2 shows the structure of at least some embodiments of the turbine blade unit according to the invention;

Kuvio 3 esittää esimerkkejä turbiinin siipien asennoista yhden keksinnön mukaisen turbiinin kierroksen aikana;Figure 3 shows examples of turbine blade positions during one revolution of the turbine according to the invention;

Kuvio 4 esittää turbiinin siipien irroituskytkintä;Figure 4 shows the turbine blade release switch;

Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen lisäsiiven rakennetta;Figure 5 shows the structure of the additional wing according to the invention;

Kuvio 6 esittää asetelmaa keksinnön mukaisista turbiineista;Figure 6 shows a layout of turbines according to the invention;

Kuvio 7 esittää keksinnön ainakin joitakin suoritusmuotoja mahdollistavan turbiinin sivusta katsottuna.Figure 7 shows a side view of the turbine enabling at least some embodiments of the invention.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön ainakin eräitä suoritusmuotoja mahdollistava turbiini 10, johon kuuluu kaksi etäisyydellä toisistaan olevaa vastakkaista pyörivää laippaa 11, joiden välissä on turbiiniakseli 12. Laipoista 11 näkyy kuvion 1 poikkileikkauskuvassa vain alempi.Figure 1 shows a turbine 10 enabling at least some embodiments of the invention, which includes two opposite rotating flanges 11 at a distance from each other, between which there is a turbine shaft 12. Only the lower one of the flanges 11 is visible in the cross-sectional view of Figure 1.

Turbiinin 10 muodostaa kuvion 1 mukaisessa sovellutusmuodossa kuusi turbiinisiipiyksikköä 13a,13b sovitettuina tasavälein laipan 11 kehälle ja symmetrisesti akseliin 12 nähden. Siipiyksiköt pyörittävät laippoja ja koko turbiinia 10 väliaineen virtauksen V voimasta.The turbine 10 is formed by six turbine blade units 13a, 13b in the embodiment according to figure 1, arranged at equal intervals on the circumference of the flange 11 and symmetrically with respect to the axis 12. The vane units rotate the blades and the entire turbine from the force V of the 10 medium flow.

Turbiinisiipiyksiköt voivat olla keskenään identtisiä, ja kuviossa yksiköt 13a kulkevat hetkellisesti virtauksessa V myötävirtaan eli suorittavat — työtä, kun yksiköt 13b kulkevat vastavirtaan.The turbine blade units can be identical to each other, and in the figure, the units 13a temporarily travel upstream in the flow V, i.e. perform — work, while the units 13b travel upstream.

Kussakin turbiinisiipiyksikössä on kaksilapaiset siivet 14, jotka on sovitettu pyörivään myös oman siipiakselinsa 15 ympäri. Akselin 15 ainakin toisessa päässä on ensimmäinen hihnapyörä 16. — Siipiyksiköiden hihnapyöriä 16 käyttää jakohihnan 17 avulla turbiinin akselin 12 käyttämä toinen hihnapyörä 18. Akselin 12 ja hihnapyörien 16 välinen välitys on edullisesti 72, eli ainakin joissakin sovellutusmuodoissa siipiyksiköiden pyörimisnopeus on puolet turbiinin pyörimisnopeudesta. Jakohihnan 17 radalla voi olla muitakin — pyöriä 19, esim. kiristysrullia tms. apupyöriä. Toimintaa selitetään jäljempänä tarkemmin.Each turbine blade unit has two-bladed blades 14 which are adapted to also rotate around their own blade axis 15. At least one end of the shaft 15 has a first pulley 16. — The pulleys 16 of the wing units are driven by the timing belt 17 by the second pulley 18 used by the turbine shaft 12. The transmission between the shaft 12 and the pulleys 16 is preferably 72, i.e. at least in some applications the rotation speed of the wing units is half the rotation speed of the turbine. There may be other wheels 19 on the track of the timing belt 17, e.g. tensioning rollers etc. auxiliary wheels. The operation is explained in more detail below.

Kuviossa 2 on tarkemmin esitetty keksinnön mukaisen turbiinisiipiyksikön 20 rakennetta. Siipiyksiköllä on akseli 22, joka on laakeroitu päistään kuvion 1 mukaisesti turbiinin kahteen vastakkaiseen laippaan 21. Siiven 23 kaksi lapaa ovat ainakin osittain onttoja (vrt. kuvio 5). Siiven seinämien välissä oleva ontto tila aukenee siiven kärkeä kohti, jolloin siinä oleva lisäsiipi 26 voi liikkua siiven kärjestä sisään tai ulos. Kummassakin siiven lavassa on ainakin yksi lisäsiipeä 26 liikuttava mäntä 27. Saman siiven vastakkaisilla puolilla olevat männät 27 voivat liukua pitkin samaa tai erillistä akselia 24 siten, lisäsiivet 26 liikkuvat ulos ja sisään, nuolen A osoittamalla 5 tavalla.Figure 2 shows the structure of the turbine blade unit 20 according to the invention in more detail. The wing unit has a shaft 22, which is mounted at its ends on the two opposite flanges 21 of the turbine according to figure 1. The two blades of the wing 23 are at least partially hollow (cf. figure 5). The hollow space between the wing walls opens towards the wing tip, so that the additional wing 26 in it can move in or out of the wing tip. Each wing platform has at least one piston 27 that moves an additional wing 26. Pistons 27 on opposite sides of the same wing can slide along the same or separate axis 24 so that the additional wings 26 move out and in, as indicated by arrow A 5.

Keksinnön toiminnan kannalta on olennaista, että turbiinia käyttävä väliaine pääsee liikkumaan siiven sisällä, esim. toisen lavan virtausaukoista 25 sisään ja toisen lavan aukoista ulos. Lisäsiiven 26 tehtävä on aiheuttaa turbiinisiipeen epäkeskisyyttä siiven tullessa alakuolokohtaansa (vrt. kohta B' kuviossa 3), joka tässä määritellään kohtana, jossa siiven kulku myötävirtaan päättyy ja liike vastavirtaan alkaa. Virtaus liikuttaa mäntiä 27 siten, että virtauksen suuntaan osoittavasta lavasta lisäsiipi 26 työntyy siiven alakuolokohdassa ulospäin ja vastakkaisen lavan lisäsiipi vetäytyy sisäänpäin.In terms of the operation of the invention, it is essential that the medium using the turbine can move inside the blade, e.g. in through the flow openings 25 of one stage and out of the openings of the other stage. The function of the additional blade 26 is to cause the eccentricity of the turbine blade when the blade reaches its bottom dead center (cf. point B' in Figure 3), which is defined here as the point where the forward movement of the blade ends and the movement against the current begins. The flow moves the piston 27 in such a way that the additional wing 26 of the vane pointing in the direction of the flow pushes outwards at the bottom dead center of the wing and the additional vane of the opposite vane retracts inward.

Viittaamalla nyt lisäksi kuvioon 3 voidaan havaita, että kun siipi lähestyy alakuolokohtaa B' ja asettuu vinoon kulmaan virtaukseen nähden, paine kasvaa siiven kuvassa ylempänä olevan lavan pinnassa kohdassa D verrattuna alempana olevan lavan pinnassa vastaavassa kohdassa D”. Tällöin vesi virtaa siiven sisään aukoista 25 kohdassa D ja vastaavasti niistä ulos kohdassa D'. Tämä siiven sisäinen virtaus liikuttaa mäntiä 27 siiven sisällä. Siiven 23 ulkokehän puolella olevassa lavassa lisäsiipi 26 työntyy ulos ja on alakuolokohdassa B' ääriasennossaan. Vastaavasti vastakkaisessa siiven lavassa lisäsiipi vetäytyy sisään. Tällöin siiven 23 pinnat muodostuvat epäsymmetriseksi akseliin 22 nähden, joka tekee siiven käyttäytymisen virtauksessa epäkeskeiseksi. Tämän epäkeskisyyden johdosta nokan ohjauksesta vapautuneet siivet 32 stabiloituvat ja asettuvat kuviossa 3 vastavirtaan liikkuessa virtauksen suuntaiseksi (vrt. siivet 13b kuviossa 1).Referring now to Figure 3, it can be observed that when the wing approaches bottom dead center B' and sets itself at an oblique angle to the flow, the pressure increases on the surface of the vane above at point D in the image of the wing compared to the surface of the vane below at the corresponding point D'. In this case, the water flows into the wing through the openings 25 at point D and correspondingly out of them at point D'. This flow inside the wing moves the pistons 27 inside the wing. On the platform on the outer circumference side of the wing 23, the additional wing 26 protrudes and is at the bottom dead center B' in its extreme position. Correspondingly, on the opposite wing platform, the additional wing retracts. In this case, the surfaces of the wing 23 become asymmetrical with respect to the axis 22, which makes the wing's behavior in the flow off-center. As a result of this eccentricity, the vanes 32 freed from the control of the nose stabilize and position themselves in Figure 3 when moving upstream in the direction of the flow (cf. wings 13b in Figure 1).

Kuviossa 3 esitetään viitteellisesti turbiinin 30 siipien 33 asennot yhden — turbiinin kierroksen aikana, kun siipien asennot keksinnön mukaisesti ohjataan jakohihnan (vrt. kuvio 1, osa 17) avulla. Jakohihna (ei piirretty) käyttää kuten kuvion 1 yhteydessä on esitetty kuuden siipiyksikön akseleihin 32 liitettyjä hihnapyöriä 34, joissa on tapit tai vastaavat tartuntaelimet 35. Tappien muoto, kiinnitys hihnapyöriin tai — sijainti voivat vaihdella vapaasti jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa.Figure 3 shows the positions of the blades 33 of the turbine 30 during one revolution of the turbine, when the positions of the blades according to the invention are controlled by means of a timing belt (cf. Figure 1, part 17). The timing belt (not drawn) uses pulleys 34 connected to the shafts 32 of the six wing units, as shown in Figure 1, with pins or similar gripping members 35. The shape of the pins, the attachment to the pulleys or — the location can vary freely within the scope of the patent claims below.

Tarkastellaan seuraavaksi ensin siipiyksiköiden toimintaa kuvioon 3 piirretyn pistekatkoviivan C-C vasemmalla puolella. Katkoviivoin — esitetyn siiven ollessa alakuolokohdassaan B', siipi alkaa pyörimään vastavirtaan. Vastavirtaan kulkeva siipi pyrkii asettumaan virtaukseen nähden pystysuoraan. Ulos työntyneen lisäsiiven ja sen aiheuttaman epäkeskoisuudesta johtuen siipi myös pysyy tässä asennossa, kuten yllä on esitetty.Next, let's first examine the operation of the wing units on the left side of the dotted line C-C drawn in Figure 3. Dashed lines — when the wing shown is at its bottom dead center B', the wing starts rotating against the current. A wing traveling against the current tends to position itself vertically with respect to the flow. Due to the protruding extra wing and the eccentricity it causes, the wing also stays in this position, as shown above.

Hihnapyörän tapit 35 pyörivät jakohihnan määräämällä nopeudella, joka on puolet itse turbiinin 30 kierrosnopeudesta. Kuviossa 4 on esitetty esimerkki vastaavasta hihnapyörästä 44 ja tapeista 45, sekä siipien akselin 32, 42 mukana pyörivästä nokkapyörästä 43. Selvyyden — vuoksi siipien nokkapyörät ei ole esitetty kuviossa 3.The pulley pins 35 rotate at a speed determined by the timing belt, which is half the speed of the turbine 30 itself. Figure 4 shows an example of the corresponding pulley 44 and pins 45, as well as the cam wheel 43 rotating along with the wing shaft 32, 42. For the sake of clarity, the wing cam wheels are not shown in Figure 3.

Kuvion 4 mukaisen nokkapyörän 43 nokkien 46 ote tapeista 45 irtoaa alakuolokohdassa B', kun siivet pääsevät asettumaan virtauksen suuntaisiksi. Siivet 33 liikkuvat siten katkoviivan C-C vasemmalla puolella vastavirtaan tapit 35 oleellisesti vapaina, ilman nokkapyörän ohjausta.The grip of the cams 46 of the cam wheel 43 according to Figure 4 from the pins 45 is released at the bottom dead center B', when the blades get to settle parallel to the flow. The wings 33 thus move upstream on the left side of the dashed line C-C with the pins 35 essentially free, without cam wheel control.

Kun siipi saapuu yläkulokohtaan B", hihnapyörä 34 on pyörinyt puoli — kierrosta asentoon, jossa tapit 35 tarttuvat siipien nokkapyörän nokkiin 46 ja ohjaavat siipiä katkoviivan C-C oikealla puolella olevassa myötävirrassa. Siivet 33 muodostavat nyt tehokkaan virtausesteen virtaukselle ja tuottavat turbiinin akselia 31 pyörittävää voimaa. Ala- ja yläkuolokohtien B' ja B" tarkka sijainti, eli alakuolokohdan ajoitus, on — säädettävissä tappien 35 sijainnilla hihnapyörässä, kuten on alan ammattilaiselle ilmeistä. Muutos ajoitukseen vaikuttaa siiven vapautumiseen alakuolokohdassa B', ja siihen voidaan vaikuttaa myös virtausaukkojen (vrt. Kuvio 2, osa 25) mahdollisilla säädöillä.When the vane arrives at the top point B", the pulley 34 has rotated half a turn to a position where the pins 35 engage the cams 46 of the vane cam wheel and guide the vane in a downstream direction to the right of the dashed line C-C. The vanes 33 now form an effective flow barrier to the flow and produce the power to rotate the turbine shaft 31. Bottom - and the exact position of the top dead centers B' and B", i.e. the timing of the bottom dead center, is - adjustable by the position of the pins 35 in the pulley, as is obvious to a person skilled in the art. A change in timing affects the release of the wing at bottom dead center B', and it can also be affected by possible adjustments of the flow openings (cf. Figure 2, section 25).

Kuviossa 4 on myös esitetty kunkin siipiyksikön akselin 22 päässä ja turbiinin laipassa 21, 41 kiinni olevaa irrotuskytkintä 40. Kytkimen vipua 47 tai esim. sähkömekaanista käyttöelintä käyttämällä voi siipiyksikköä vapauttaa vapaavirtaukseen, kun kytkimellä nostetaan siiven nokkapyörää 43 irti hihnapyörästä 44.Figure 4 also shows the release switch 40 attached to the end of the shaft 22 of each wing unit and the flange 21, 41 of the turbine. By using the clutch lever 47 or e.g. an electromechanical actuator, the wing unit can be released into free flow when the wing cam wheel 43 is lifted off the pulley 44 with the switch.

Kuviossa 5 on esitetty tarkemmin keksinnön mukaisen lisäsiiven rakennetta. Turbiinin siiven lapa 50 pyörii siipiyksikön akselin 52 ympäri. Lavalla 50 on seinämät 53 joiden väliin jää ontto tila 51, joka aukeaa lavan pituussuunnassa sen kärkeä päin. Tilassa 51 on lisäsiipi 56, joka liikkuu siivestä 50 sisään- ja ulospäin nuolen E osoittamalla tavalla. Lisäsiipeen 56 on liitetty akseli 54. Akselilla 54 on mäntä 57, joka saa lisäsiiven liikkumaan akselin 54 suuntaisesti kun siiven aukoista 55 virtaa vettä sisään tai ulos, kuten kuvion 2 ja 3 yhteydessä on edellä esitetty.Figure 5 shows the structure of the additional wing according to the invention in more detail. The blade 50 of the turbine blade rotates around the axis 52 of the blade unit. The platform 50 has walls 53 between which there is a hollow space 51, which opens in the longitudinal direction of the platform towards its tip. In space 51, there is an additional wing 56, which moves inward and outward from wing 50 as indicated by arrow E. A shaft 54 is connected to the additional wing 56. The shaft 54 has a piston 57, which causes the additional wing to move parallel to the axis 54 when water flows in or out of the openings 55 of the wing, as shown above in connection with figures 2 and 3.

Siiven akselin 52 toisella puolella oleva lapa voi olla identtinen, tai mäntä 57 ja sen akseli 54 yhteinen molemmille lavoille. Akseli 52 voi olla rei'itetty tai jaettu osiin niin, että vesi voi virrata lavalta toiselle.The vane on the other side of the wing shaft 52 can be identical, or the piston 57 and its shaft 54 are common to both vanes. The shaft 52 can be perforated or divided into parts so that water can flow from one platform to another.

Aukkojen 55 kokoa, muotoa ja lukumäärää pitkin siiven lapoja voidaan sovittaa niin että virtaus on riittävä. Tämä on alan ammattilaiselle selvä mitoitustehtävä.The size, shape and number of openings 55 along the wing blades can be adjusted so that the flow is sufficient. This is a clear dimensioning task for a professional in the field.

Kuviossa 6 on esitetty asetelma 60, jossa on keksinnön mukaisia turbiineja 61-66 asetettuina pareittain vierekkäin ja kolme paria peräkkäin väliaineen virtaussuuntaan kuviossa ylhäältä alas nähden.Figure 6 shows a layout 60 with turbines 61-66 according to the invention placed in pairs next to each other and three pairs in a row in relation to the flow direction of the medium from top to bottom in the figure.

Kussakin turbiinissa siipiyksiköiden siipikulmat ohjataan vastakkaisvaiheisesti seuraavaan vierekkäin ja/tai peräkkäin olevaan turbiiniin nähden. Tämä on havainnollistettu kuviossa 6 virtausta osoittavilla nuolilla X ja Y, jossa X-merkityt ovat vastavirtaan kulkevien siipiyksiköiden kohdalla ja Y-merkityt myötävirtaan kulkevien siipiyksiköiden kohdalla.In each turbine, the blade angles of the blade units are controlled in opposite phase with respect to the next adjacent and/or consecutive turbine. This is illustrated in Fig. 6 by the flow arrows X and Y, where the X's are for the upstream vane units and the Y's are for the downstream vane units.

Kuviossa 7 on esitetty keksinnön ainakin eräitä suoritusmuotoja mahdollistava turbiini 70 upotettuna virtaavaan väliaineeseen, kuten veteen. Vedenpinta on merkitty kirjaimella W. Edellä esitettyä vastaavasti turbiinissa on kaksi etäisyydellä toisistaan olevaa vastakkaista laippaa 71, joiden välissä on turbiiniakseli 72. Akselin 72 oikealla puolella on esimerkinomaisesti merkitty siipiyksikkö 73a, jonka siipi kulkee myötävirtaan poikittain ja siten pyörittää turbiinia.Figure 7 shows the turbine 70, which enables at least some embodiments of the invention, immersed in a flowing medium, such as water. The water surface is marked with the letter W. As shown above, the turbine has two opposite flanges 71 that are spaced apart, between which there is a turbine shaft 72. On the right side of the shaft 72 is an exemplary marked wing unit 73a, the wing of which travels downstream transversely and thus rotates the turbine.

Vastaavasti vasemmalla puolella on vastavirtaan kulkeva siipiyksikkö 730 siipi käännettynä virtauksen suuntaisesti, keksinnön mukaisesti.Correspondingly, on the left side there is an upstream wing unit 730 with the wing turned in the direction of the flow, according to the invention.

Turbiiniin kuuluu tunnelimainen runko, jossa on kansi 74, pohja 75 ja sivut 76. Vedenpinta on merkitty katkoviivalla W. Turbiinin tunnelimaisen rungon yläpuolella on pyörimätön taso 77, jonka läpi turbiiniakseli 72 on viety ja jonka päälle on rakennettu turbiinin käyttämä koneisto hihnapyörineen 78 ja generaattoreineen 79.The turbine includes a tunnel-like body with a cover 74, base 75 and sides 76. The water surface is marked with a dashed line W. Above the tunnel-like body of the turbine is a non-rotating plane 77, through which the turbine shaft 72 is passed and on which the machinery used by the turbine is built with its pulleys 78 and generators 79. .

Turbiiniakseli 72 käyttää siipiyksiköiden hihnapyöriä 34, 44 jakohihnan 80ja hihnapyörän 18 avulla, kuten kuvioissa 1, 3 ja 4 on esitetty.The turbine shaft 72 drives the pulleys 34, 44 of the blade units by means of the timing belt 80 and the pulley 18, as shown in Figures 1, 3 and 4.

Turbiini 70 pyörittää omaa generaattoria 79 valitun välityksen mukaan.The turbine 70 rotates its own generator 79 according to the selected transmission.

Kannen 77 päällä oleva kokonaisuus voi olla oma huollettava yksikkönsä, ja/tai koko turbiini 70 on nostettavissa vedestä, esim. — sivuilla 76 olevia liukukiskoja pitkin ylös laajemmasta kehyksestä (ei esitetty).The assembly on top of the cover 77 can be its own serviceable unit, and/or the entire turbine 70 can be lifted out of the water, e.g. — along the slide rails on the sides 76 up from the wider frame (not shown).

Alan ammattilaiselle on selvää, että keksinnön eri suoritusmuodot eivät rajoitu yllä esitettyihin esimerkkeihin, vaan että ne voivat vaihdella jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa.It is clear to a professional in the field that the various embodiments of the invention are not limited to the examples presented above, but that they may vary within the scope of the patent claims below.

Claims (5)

1. En turbin (10) avsedd att nedsänkas i ett strömmande medium, till vilken hör tvä pä ett avständ frän varandra belägna motstäende flänsar (11) och en mellan dem belägen axel (12), där mellan flänsarna är lagrad ätminstone en turbinvinge- enhet (13a, 13b) som med kraften frän mediumets strömning (V) bringar turbinen till rotation, vilken turbinvinge- enhet har en vinge (14) med dubbla blad lagrad runt en axel (15), och som i färdriktning medströms styrs med en av axeln (12) driven kamrem (17), kännetecknad därav, att vingens (14) ställning i förhällande till mediumets strömning styrs med hjälp av ett griporgan (35, 45) anordnat i anslutning till en remskiva (16) vid vingaxelns (15) ända, som griper tag i en vid vingaxeln anordnad kam (46) vid begynnelsen av vingens rörelse medströms, och att vingen (14; 50) bestär av tvä väggar (53), i vilkas mellanliggande utrymme (51) är arrangerad ätminstone en extravinge (23; 56) och dess åtminstone en kolv (57), och att i vingens båda blad finns en eller flera sttömningsöppningar (55) för mediumet, varvid dä vingens rörelse medströms kommer till sitt slut, skjuter mediumets strömning inne i vingen kolven (57) och extravingen (23; 56) utät i mediumets strömningsriktning, varvid vingens tyngdpunkt förskjuts, vingen blir excentrisk, vänder sig i stromningens riktning, och lösgör sig frän kammen under vingens färd motströms.1. A turbine (10) intended to be immersed in a flowing medium, to which belong two opposing flanges (11) located at a distance from each other and a shaft (12) located between them, where at least one turbine blade unit is stored between the flanges (13a, 13b) which with the force from the flow of the medium (V) brings the turbine into rotation, which turbine blade unit has a blade (14) with double blades mounted around a shaft (15), and which in the direction of travel downstream is controlled with one of the shaft (12) driven cam belt (17), characterized in that the position of the wing (14) in relation to the flow of the medium is controlled by means of a gripping device (35, 45) arranged in connection with a pulley (16) at the end of the wing shaft (15), which grips a cam (46) arranged at the wing axis at the beginning of the movement of the wing upstream, and that the wing (14; 50) consists of two walls (53), in the intermediate space (51) of which at least one extra wing (23; 56) and its at least one piston (57), and that in both blades of the wing there are one or more flow openings (55) for the medium, whereby the movement of the wing downstream comes to an end, the flow of the medium inside the wing pushes the piston (57) and the extra wing (23; 56) out in the direction of the flow of the medium, whereby the wing's center of gravity shifts, the wing becomes eccentric, turns in the direction of the flow, and detaches from the comb during the wing's travel against the current. 2. En turbin enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att remskivans (16) utväxling i förhållande till turbinens rotationshastighet är sålunda anpassad, att vingenhetens rotationshastighet är hälften av turbinens rotationshastighet.2. A turbine according to patent claim 1, characterized in that the transmission of the pulley (16) in relation to the rotational speed of the turbine is adapted in such a way that the rotational speed of the blade unit is half of the rotational speed of the turbine. 3. En turbin enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad därav, att vingenhetens axel (22) är försedd med en koppling (40), med vilken den vid vingenhetens axel (22) befintliga kammen (46) kan lyftas fri från remskivans (44) griporgan (45).3. A turbine according to patent claim 1 or 2, characterized in that the shaft of the wing unit (22) is provided with a clutch (40), with which the cam (46) located at the shaft of the wing unit (22) can be lifted free from the pulley (44) gripping means (45). 4. En turbin enligt nägot av patentkraven 1 - 3, kännetecknad därav, att turbinen har sex (13a, 13b) turbinvinge- enheter placerade symmetriskt och parallellt i förhållande till turbinens axel (12), varvid den av strömningen ästadkomna vingenheternas kretslopp i den i vatten nedsänkta turbinen driver en till turbinaxeln kopplad och ovanom vattenytan befintlig generator (79).4. A turbine according to any of the patent claims 1 - 3, characterized in that the turbine has six (13a, 13b) turbine blade units placed symmetrically and parallel to the axis of the turbine (12), whereby the circulation of the blade units brought about by the flow in the submerged in water, the turbine drives a generator (79) connected to the turbine shaft and located above the water surface. 5. Ett arrangemang (60), där ett antal lodrätt i strömmande vatten placerade turbiner är arrangerade bredvid och efter varandra i form av en matris, där vingenheternas vinklar i varje turbin styrs i motsatt fas i förhållande till nästa bredvidliggande och/eller efterföljande turbin, kännetecknad därav, att turbinerna (61 — 66) är turbiner enligt något av patentkraven 1 — 4.5. An arrangement (60), where a number of turbines placed vertically in flowing water are arranged next to and after each other in the form of a matrix, where the angles of the blade units in each turbine are controlled in opposite phase in relation to the next adjacent and/or subsequent turbine, characterized in that the turbines (61 — 66) are turbines according to one of the patent claims 1 — 4.