Центростремительная турбинная ступень

 

1. ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНАЯ ТУРБИННАЯ СТУПЕНЬ преимущественно турбодетандера, содержащая корпус, установленные в нем рабочее колесо с лопатками и лопаточный направляющий аппарат, отличающаяся .тем, что, с целью повышения КПД лопатки направляющего аппарата на выходе имеют высоту, составляющую 1,0-1,3 высоты лопаток рабочего колеса на входе, а перед входной кромкой лопаток рабочего колеса дополнительно выполнен крнфузорный участок. 2.Ступень по п. 1, отличают а я с я тем, что при выполнении рабочего колеса закрытого типа с несущим и покрывным дисками, конфузорный участок образован скосами последних. 3.Ступень по п. 1, отличающаяся тем, что при выполнении рабочего колеса полуоткрытого типа с несущим диском, конфузорный участок образован скосами на корпусе и указанном диске. (Л 4 э СО о ел

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 ф

)1 д ф " . СОЮЗ СОВЕТСКИХ Х :, Х i " . /Д ССИИХЛИСТИЧЕСИИХ

= РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3440979/23-06 (22) 20.05.82 (46) 30.09.83. Бюл. М 36 (72) А.Б.Давыдов, В.И.Епифанова и A.Н.Шерстюк (71) Всесоюзный научно"исследовательw ский институт "Гелиевая техника", (53) 621.57(088.8) (56) 1. Епифанова В.И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры.

;N., "Машиностроение", 1974, с. 365. (54)(57) 1. ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНАЯ

ТУРБИННАЯ СТУПЕНЬ преимущественно турбодетандера, содераащая корпус, установленные в нем рабочее колесо с лопатками и лопаточный направляющий аппарат, отличающаяся .тем, что, с целью повышения КПД

ÄÄSUÄÄ 1044905 А

I(gI) F 25 В 11/00; F 01 I) 1/08 лопатки направляющего аппарата на выходе имеют высоту, составляющую

1,0-1,3 высоты лопаток рабочего колеса на входе, а перед входной кромкой лопаток рабочего колеса дополнительно выполнен конфузорный участок.

2. Ступень по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что при выполнении рабочего колеса закрытого типа с несущим и покрывным дисками, конфуэорный участок образован скосами последних.

3. Ступень по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что при выполнении рабочего. колеса полуоткрытого типа с несущим диском, конфузорный участок образован скосами на корпусе и ука- е занном диске.

1044905

По сравнению с обычно выполненными ступенями турбин, при отношении

8 / С = 1 3 относительный КПД может

1с 1К быть увеличен приблизительно на 3%.

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности и турбинам и турбодетандер<-,м центростремительного типа.

Известны центростремительные турбинные ступени, содержащие корпус, 5 установленные в нем рабочее колесо с лопатками и лопаточный направляющий аппарат.

В известных турбодетандер х рабочие колеса и направляющие аппараты 10 выполнены с так называемой положительной перекрышей а Р = 0 1„ когда высота лопаток рабочего колеса на входе (01 ) больше, чем высота сопловых лопаток направляющего аппарата на выходе (1с), т.е. 1„ >I?1z

HJIH p / 0, (1$

Такое выполнение турбинной ступени исключает удар струи, выходящей из направляющего аппарата, о несущий 2р диск полуоткрытого колеса или о несущий и покрывной диски закрытого колеса и не допускает потерь, свя, занных с этим ударом (13.

Однако такое выполнение ступени 25 предопределяет местный диффузорный участок и в случае положительной перекрыши имеют место повышенные потери вследствие увеличения интенсивности вторичных течений на входе в рабочее колесо, которые могут превышать потери на удар.

Эти потери становятся особенно ощутимыми, если центростремительная турбина или турбодетандер работают при конденсации рабочего тела в проточной части. В этом случае интенсивные вторичные течения вызывают коагуляцию влаги на. входе в рабочее колесо в местах, выступающих эа пределы направляющего аппарата, ее скопление 40 в зазоре между колесом и направляющим аппаратом, что приводит к большим потерям и резкому снижению эффективности турбины или турбодетандера.

Цель изобретения — повышение КПД 4$ турбинной ступени,.а следовательно, и турбомашины в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в центростремительной турбинной ступени, преимущественно тур- 50 бодетандере, содержащая корпус, установленные в нем рабочее колесо с лопатками и лопаточный направляющий аппарат, лопатки направляющего аппарата на выходе имеют высоту, составляющую 1,0-1,3 высоты лопаток рабочего колеса на выходе, а перед входной кромкой лопаток рабочего колеса дополнительно выполнен конфузорный участок.

При выполнении рабочего колеса закрытого типа с несущим и покрывным дисками, конфузорный участок образован скосами последних.

При выполнении рабочего колеса полуоткрытого типа с несущим диском, конфуэорный участок образован скосами на корпус и указанном диске.

На фиг. 1 изображена центростремительная турбинная ступень с полуоткрытым рабочим колесом, на фиг. 2— центростремительная турбинная ступень с закрытыми рабочим колесом.

Центростремительная турбинная ступень расположена в корпусе 1 и имеет подводящую камеру или улитку 2 для подвода рабочего газа.

Турбинная ступень состоит иэ направляющего аппарата 3, имеющего высоту 81С,сопловых лопаток на входе, полуоткрйтого рабочего колеса 4, состоящего иэ несущего диска 5, на котором образованы рабочие лопатки 6, имеющие высоту б1к на входе.

Для выхода газа имеется выходной диффуэор 1.

B корпусе 1 на начальном участке входа газа на лопатки рабочего колеса и на несущем диске 5 рабочего колеса 4 выполнены скосй В и образующие конфуэорный участок 10.

На фиг. 2 показана центростремительная турбинная ступень с закрытым рабочим колесом 11, в котором конфузорный участок 10 образован скосами 9 и 12 на несущем 5 и покрывным 13 дисках, соответственно.

Ступень работает следующим образом.

Рабочий гаэ через улитку 2 подается на лопатки направляющего аппарата 3, после которого струя расширяющегося газа поступает в конфуэорный участок 10 и межлопаточные каналы рабочего колеса 4 и 11, где происходит расширение газа с отдачей внешней работы.

У д б

11

tpue.2

Составитель A. Коломейцева

%»

Редактор Н. Гришанова Техред В. Далекорей Корректор O. Tupop

Закаэ 7507/34 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4