Реактивная турбина

 

(19) RU (11) (51) 5 Г ОЗ В 13 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4916977/29 (22) 05.03.91 (46) 15.12.93 Бюп. М 45-46 (76) Табатадзе Иродион Ильич (54) РЕАКТИВНАЯ ТУРБИНА (57) Изобретение относится к турбостроению и может быть применено на электростанциях в качестве привода электрогенераторов. Цепь изобретения— повышение мощности и КПД. В реактивной турбине, содержащей рабочее колесо с соплами и гене-. ратор, сопла расположены в несколько рядов перпендикулярно оси рабочего колеса и выполнены сверхзвуковыми Каждое соппо снабжено эжекторной насадкой. Насадки установлены с возможностью продольного перемещения и снабжены средством фиксации относительно сопел рабочего колеса. 2 ил.

2004836

Изобретение относится к турбостроению и может быть. применено в качестве реактивной турбины для электростанции в целях преобразования энергии высокого давления пара, газа, воздуха, воды и т.д. в механическую или электрическую энергию.

Известно Сегнерово колесо, описанное в большой советской энциклопедии том 23, третье издание: M., 1976, с. 162, Этот прибор основан на реактивном действии вытекающей воды. Он состоит из вертикальной подводящей трубы, на которой закреплена горизонтальная труба с горизонтальными отогнутыми в противоположные стороны оТкрытыми концами, через которые жидкость вытекает, Сегнерово колесо явилось прообразам гидравлической турбины, Она имеет низкий КПД и малую мощность, в настоящее время служит как демонстрационный прибор, применяется также для поливки, орошения растений в садах.

Известен также лопаточный двигатель, описанный в большой советской энциклопедии, там 43, выпуск второй, М„1956, с. 418, Он преобразует энергию потока пара, газа и т,д., протекающего через неподвижно направляющий сопловой аппарат и рабочие лопатки рабочего колеса в механическую энергию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является реактивная турбина, описанная в "Политехническом словаре", издательство "Советская энциклопедия", И,, 1977, с. 417, Ее ротор использует силу реакции потока в паровых, газовых реактивных турбинах, окружное усилие на рабочем колесе создается не только вследствие изменения .;аправления потока рабочего тела, как в активной турбине, но и благодаря силе реакции, возникающей при расширении газов в лопатачных каналах ротора. Недостатком известных турбин является двойное преобразование энергии с применением неподвижного направляющего аппарата, отчего они имеют следующие виды потерь энергии: профильное в направляющем аппарате, концевые, потери на выколачивание и перетечки пара, и т.д.

Целью изобретения является повышение мощности и КПД за счет исключения потерь, в том числе на двойное преобразование энергии, Эта достигается тем, чта в реактивной турбине, содержащей рабочее колесо с соплами и генератор, сопла расположены в несколько рядов перпендикулярно аси рабочего колеса, выполнены сверхзвуковыми и каждое из них снабжено эжекторной насадкой, состоящей из входного сопла, образующего с соплом рабочего

5 I0

55 колеса кольцевой канал сужающейся смесительной камеры и выходного диффузора, при этом насадки установлены с возможностью продольного перемещения и снабжены средством фиксаций относительно сопел рабочего колеса.

На фиг, 1 и 2 изображен общий вид устройства, Реактивная турбина содержит полое цилиндрическое рабочее колесо 1 с подшипником 2 на одном торце, насаженным на полую ось 3 с задвижкой 4 и с валом 5 на другом торце, генератор 6, сверхзвуковые сопла 7 и насаженной на него дополнительной эжекторной насадкой 8, расположенными многорядна и перпендикулярно оси рабочего колеса 1. При этом на каждое сверхзвуковое сопла 7 наса>кена и закреплена одна эжекторная насадка 8, которая имеет возможность продольного перемещения и фиксации. Сверхзвуковое сопла 7 и эжекторная насадка 8 образует кольцевой канал — (входной сопел) 9, переходящее в смесительну а камеру 10, 3а узким сечением образован выходной диффузор эжекторной насадки 8. Предлагаемая реактивная турбина работает следующим образом.

Поток пара или газа высокого давления через полую ось 3 при открытой задвижке 4 поступает в полое цилиндрическое рабочее колесо 1. Затем истекая из сопла 7 со сверхзвуковой скоростью создает реактивное вращательное движение рабочего колеса 1, ксторае является приводом генератора 6, вырабатывающего электрическую энергию, При вращении турбины в дополнительную эжекторную насадку 8 через входные сопла и кОльцевой канал входит встречный относительно направления вращения воздух.

Этот поток воздуха, попадая в су>ка ащуюся смесительную камеру эжектирующего действия струи пара (газа), обеспечивает поджатие э>кектируемаго воздуха и повышение давления на внешней поверхности сужающейся части сопла и при выходе смеси пара с воздухом из выходного диффузора с последующим расширением в расширяющейся камере создает дополнительную реактивную силу и, следовательно, дополнительную мощность, повышая одновременно КПД турбины. Кроме того, захватываемый и подсасываемый эжекторной насадкой встречный поток воздуха обеспечивает охлаждение сверхзвукового сопла 7 при вращении турбины.

Технико-экономический эффект заключается в том, что изобретение обеспечивает получение двоичной реактивной силы: одной — образующейся от потока пара или газа высокого давления в сверхзвуковых соплах

2004836

7, а другой — образующейся в эжекторных насадках 8 от встречного потока воздуха.

Изобретение не нуждается в неподвижном направляющем аппарате. Предложенная реактивная турбина обеспечивает отсутст- 5 вие некоторых видов потерь энергии, характерных для турбины-прототипа. Это позволяет предположить, что при одинаковых параметрах рабочего тела, экономичность предлагаемой турбины в расчетном.10 режиме будет выше, чем турбины-прототипа. Работа предлагаемой турбины будет особенно эффективной при высоких начальных параметрах пара. Простота выполнения предлагаемой конструкции реактивной тур- 15 бины со сверхзвуковыми соплами и насаразующего с соплом рабочего колеса

20 кольцевой канал, сужающейся смесительной камеры и выходного диффузора, при этом насадки установлены с возможностью продольного перемещения и снабжены средством фиксации относительно сопл

25 рабочего колеса.

Формула изобретения

РЕАКТИВНАЯ ТУРБИНА, содержащая рабочее колесо с соплами и генератор, отличающаяся тем, что сопла расположены в несколько рядов перпендикулярно оси рабочего колеса, выполнены сверхзвуковыми и каждое из них снабжено эжекторной насадкой, состоящей из входного сопла, обженными на них эжекторными насадками дает возможность ее работы по обычному конденсационному циклу при высоких начальных параметрах пара и принципа многорядности расположения сверхзвуковых сопел с эжекторными насадками позволяет утверждать о полезности, работоспособности и эффективности предлагаемой турбины, При этом следует указать, что принципиально реактивная турбина может быть построена как на малую, так и на значительную мощность, так что КПД турбины будет достаточно высок при любой мощности. (56) Политехнический словарь. — M., Советская энциклопедия, 1977, с. 417.

2004836

Составитель В.Орехов

Редактор Н.Федорова Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3392

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101