Многоступенчатая радиальная турбина



Многоступенчатая радиальная турбина
Многоступенчатая радиальная турбина

 


Владельцы патента RU 2518703:

МИЦУБИСИ ХЕВИ ИНДАСТРИС КОМПРЕССОР КОРПОРЕЙШН (JP)

Многоступенчатая радиальная турбина содержит поворотный вал, группу роторных лопаток, группу сопел и соединительный канал. Роторные лопатки установлены на валу через промежутки и направляют поток рабочей среды, поступающий в радиальном направлении, по существу в продольном направлении. Сопла установлены на верхней по течению стороне каждой роторной лопатки и ускоряют поток рабочей среды. Соединительный канал имеет изогнутый U-образный участок, лопастный участок и участок обратного изгиба. Изогнутый U-образный участок отклоняет поток рабочей среды, поступающий в продольном направлении вала от роторной лопатки, наружу в радиальном направлении. Лопастный участок содержит группу отклоняющих лопастей, отклоняющих поток рабочей среды в направлении вращения роторных лопаток с проведением потока рабочей среды из изогнутого U-образного участка наружу в радиальном направлении. Участок обратного изгиба отклоняет внутрь в радиальном направлении поток, выходящий из лопастного участка наружу в радиальном направлении. Изогнутый U-образный участок имеет площадь сечения у конца, ближнего к лопастному участку, на его нижней по потоку стороне, не превышающую 0,8-0,9 площади его сечения у конца, ближнего к роторной лопатке радиальной турбины, на его верхней по потоку стороне. Изобретение позволяет снизить потери, связанные с утечками через подшипники, поддерживающие вал турбины. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к многоступенчатым радиальным турбинам.

Уровень техники

Конструкция радиальной турбины характеризуется наличием группы центрифугальных лопаток, закрепленных на ступице, установленной на поворотном валу, причем на указанные лопатки воздействует воздух или газ, являющиеся рабочей средой, которая проходит внутрь в радиальном направлении с внешней стороны, двигаясь по пространству между по существу параллельными круговыми пластинами, используемому в качестве проточного канала, и которая воздействует на центрифугальные лопатки, вовлекая ступицу во вращение, после чего выходит по существу в продольном направлении вала.

Поскольку высокую степень расширения можно обеспечить даже посредством одноступенчатой конструкции, в уровне техники обычно используются именно одноступенчатые радиальные турбины.

Чтобы эффективно использовать энергию рабочей среды, у которой большой перепад давления сопровождается значительным тепловым перепадом, было предложено применять в радиальной турбине многоступенчатую конфигурацию, т.е. использовать рабочую среду в несколько этапов.

Например, в патентном документе 1 предложено расположить несколько радиальных турбин в ряд, чтобы поток рабочей среды, выходящий из одной радиальной турбины, поступал на вход следующей радиальной турбины, сохраняя энергию рабочей среды. В этом случае все радиальные турбины имеют свои собственные валы с разными скоростями вращения, причем выполнение работы осуществляется за счет вращения отдельных валов.

Ссылки на цитируемые документы

Патентный документ 1: Японская заявка на изобретение, в отношении которой не проводилась экспертиза, публикация № Sho 59-79096.

Сущность изобретения

Задача изобретения

В конструкции, описанной в патентном документе 1, каждая радиальная турбина имеет свой поворотный вал, поэтому количество подшипников и уплотнений для валов увеличивается. Из-за этого возрастают потери в подшипниках и потери в результате утечек, что не дает возможности эффективно преобразовывать энергию рабочей среды, находящейся под высоким давлением, в кинетическую энергию вращения.

В частности, если вырабатывается кинетическая энергия для осуществления некоторой операции, усилие вращения передается с отдельных выводных валов на вал, выполняющий эту операцию, например, с помощью зубчатого зацепления; отсюда возникает проблема, связанная с тем, что конструкция турбины становится громоздкой.

С учетом описанных выше обстоятельств задача настоящего изобретения заключается в разработке многоступенчатой турбины, позволяющей уменьшить количество используемых подшипников и повысить КПД преобразования.

Решение задачи

Для решения описанной выше задачи настоящее изобретение предлагает следующее решение.

Согласно ключевому аспекту настоящего изобретения, в нем предложена многоступенчатая радиальная турбина, содержащая: одиночный поворотный вал; группу роторных лопаток радиальной турбины, которые прикреплены к поворотному валу через промежутки и направляют поток рабочей среды, поступающий в радиальном направлении с внешней стороны, по существу в продольном направлении вала; группу сопел, установленных по отдельности на верхней по течению стороне каждой роторной лопатки и ускоряющих поток рабочей среды в направлении вращения; соединительный канал, обеспечивающий сообщение между выпускным участком роторной лопатки передней ступени и верхней по течению стороной сопла задней ступени, причем соединительный канал имеет изогнутый U-образный участок, который отклоняет поток рабочей среды, поступающий в продольном направлении вала от роторной лопатки, наружу в радиальном направлении; лопастный участок, содержащий группу отклоняющих лопастей, отклоняющих поток рабочей среды в направлении вращения роторных лопаток с проведением потока рабочей среды из изогнутого U-образного участка наружу в радиальном направлении; и участок обратного изгиба, который отклоняет внутрь в радиальном направлении поток, выходящий из лопастного участка, вызывая при этом направленное наружу завихрение в радиальном направлении.

В соответствии с предложенным изобретением поток рабочей среды, поступающий в радиальном направлении с внешней стороны, ускоряется соплом в направлении вращения и входит во внешнюю периферическую часть роторной лопатки радиальной турбины. Рабочая среда, поступившая в роторную лопатку, выходит из указанной роторной лопатки в продольном направлении вала, проходит через изогнутый U-образный участок, где отклоняется наружу в радиальном направлении, после чего отклоняется под действием отклоняющих лопастей в направлении вращения роторной лопатки радиальной турбины, направляясь при этом наружу в радиальном направлении во время прохождения через лопастный участок. Рабочая среда, которая выходит из лопастного участка в радиальном направлении с направленным наружу завихрением, проходит через участок обратного изгиба, где отклоняется внутрь в радиальном направлении и далее входит в сопло следующей ступени с внешней стороны в радиальном направлении. Поток рабочей среды циклически претерпевает описанные процессы, после чего выходит из роторной лопатки последней ступени, например, по существу в продольном направлении вала. При этом вращение каждой роторной лопатки передается на одиночный поворотный вал, обеспечивая его вращение.

Поскольку группа роторных лопаток радиальной турбины указанным образом присоединена к одиночному поворотному валу через промежутки, подшипники и уплотнения требуются только для одного поворотного вала, а следовательно, их количество может быть уменьшено по сравнению со случаем использования группы поворотных валов.

Благодаря тому, что потери в подшипниках и потери в результате утечек являются уменьшенными, энергия рабочей среды, находящейся под высоким давлением, будет эффективно преобразовываться в кинетическую энергию вращения.

Кроме того, роторные лопатки радиальной турбины и поворотный вал могут иметь конструкцию, аналогичную обычной конструкции, но при этом становится возможным не допустить увеличения размеров указанных элементов многоступенчатой радиальной турбины.

Согласно одному из вариантов изобретения, изогнутый U-образный участок выполнен таким образом, что площадь сечения канала у конца, ближнего к лопастному участку, на его нижней по потоку стороне, меньше, чем площадь сечения канала у конца, ближнего к роторной лопатке радиальной турбины, на его верхней по потоку стороне.

Поскольку изогнутый U-образный участок выполнен таким образом, что площадь сечения канала у конца, ближнего к лопастному участку, на его нижней по потоку стороне, меньше, чем площадь сечения канала у конца, ближнего к роторной лопатке радиальной турбины, на его верхней по потоку стороне, становится возможным ускорить поток рабочей среды на указанном изогнутом U-образном участке.

За счет этого может быть уменьшен срыв потока, возникающий из-за влияния зон низкой скорости потока, которые могут присутствовать на выходных участках роторной лопатки радиальной турбины.

Согласно предпочтительному варианту изобретения, указанная площадь сечения канала на его нижней по потоку стороне не превышает 0,8-0,9 от площади сечения канала на его верхней по потоку стороне.

Зоны низкой скорости потока, которые могут возникать на выходных участках роторной лопатки радиальной турбины, обычно занимают 10-20% площади канала на этих участках.

Благодаря обеспеченному посредством изобретения ускорению потока рабочей среды на изогнутом U-образном участке по меньшей мере на 10-20%, появляется возможность уменьшить влияние зон низкой скорости потока.

В предпочтительном случае отклоняющие лопасти имеют форму эвольвенты.

Такая конфигурация позволяет уменьшить разницу между площадью канала на входном участке между отклоняющими лопастями лопастного участка и площадью канала на выходном участке.

Соответственно, обеспечивается возможность уменьшения потерь, связанных с замедлением и с отклонением среды в лопастном участке.

Обеспечиваемый технический результат

Поскольку, согласно настоящему изобретению, роторные лопатки радиальной турбины присоединены через промежуток к одному поворотному валу, подшипники и уплотнения требуются только для этого одного поворотного вала, следовательно, их количество будет уменьшено по сравнению со случаем использования нескольких поворотных валов.

Исходя из сказанного, потери в подшипниках и потери в результате утечек являются уменьшенными, а значит энергия рабочей среды, находящейся под высоким давлением, эффективно преобразуется в кинетическую энергию вращения.

Кроме того, роторные лопатки радиальной турбины и поворотный вал могут иметь конструкцию, аналогичную обычной конструкции, но при этом становится возможным не допустить увеличения размеров указанных элементов многоступенчатой радиальной турбины.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 схематически изображает в разрезе фрагмент многоступенчатой одновальной радиальной турбины, соответствующей одному из вариантов изобретения.

Фиг.2 изображает разрез, взятый по показанной на фиг.1 линии Х-X.

Описание вариантов изобретения

Далее со ссылкой на фиг.1 и 2 описана предложенная многоступенчатая одновальная радиальная турбина 1.

Фиг.1 схематически изображает в разрезе фрагмент предложенной многоступенчатой одновальной радиальной турбины. Фиг.2 изображает разрез, взятый по показанной на фиг.1 линии Х-X.

Многоступенчатая одновальная радиальная турбина 1 имеет поворотный вал 3, группу, например две, роторных лопаток 5, корпус 7 и соединительный проточный канал 9.

Поворотный вал 3 удерживается на корпусе 7 помещенным одним концом в радиальный подшипник (не показан), при этом другой его конец удерживается радиальным подшипником (не показан) и упорным подшипником (не показан).

В турбине предусмотрена группа роторных лопаток 5, которые расположены через промежутки в продольном направлении L поворотного вала 3 и которые направляют поток рабочей среды, поступающий в радиальном направлении К с внешней периферической стороны, по существу в указанном продольном направлении L поворотного вала.

Роторные лопатки 5 радиальной турбины имеют ступицы 11, прикрепленные к поворотному валу 3, группу центрифугальных лопаток 13, закрепленных на ступицах 11 через равные интервалы в окружном направлении, и экраны 15, прикрепленные к концам указанных лопаток 13.

В роторных лопатках 5 радиальной турбины предусмотрены газовые каналы, т.е. каналы, через которые проходит газ (рабочая среда), ограниченные указанными ступицами 11, лопатками 13 и экранами 15. Участки этих газовых каналов, удаленные от поворотного вала 3, используются в качестве участков 21 впуска газа, при этом участки газовых каналов, расположенные вблизи поворотного вала 3, используются в качестве участков 23 выпуска газа.

В части корпуса 7, расположенной с внешней стороны участков 21 впуска газа, предусмотрен тороидальный входной канал 17, проходящий в радиальном направлении К. Входной канал 17 имеет такую форму, что газ протекает в нем в радиальном направлении К от внешней стороны.

На нижней по течению стороне входного канала 17, или, что то же самое, на верхней по течению стороне роторных лопаток 5 радиальной турбины, установлено аэродинамическое сопло 19, которое ускоряет газовый поток в направлении R вращения.

Соединительный канал 9 представляет собой канал в корпусе 7, обеспечивающий сообщение между участками 23 выпуска газа роторных лопаток 5 передней ступени и верхней по течению стороной сопла 19 задней ступени.

Соединительный канал 9 имеет изогнутый U-образный участок 25, который отклоняет газовый поток, поступающий в продольном направлении L вала от роторной лопатки 5, наружу в радиальном направлении К, лопастный участок 29, содержащий несколько отклоняющих лопастей 27, отклоняющих газовый поток в направлении R вращения роторных лопаток 5 с проведением газового потока из изогнутого U-образного участка 25 наружу в радиальном направлении К, и участок 31 обратного изгиба, который отклоняет внутрь в радиальном направлении К газ, выходящий из лопастного участка 29, вызывая при этом направленное наружу завихрение в радиальном направлении К.

Площадь А2 сечения канала у конца изогнутого U-образного участка 25, ближнего к лопастному участку 29, на его нижней по потоку стороне, составляет по большей мере 0,8-0,9 от площади А1 сечения канала у конца, ближнего к роторной лопатке 5 радиальной турбины, на его верхней по потоку стороне. Иначе говоря, канал создают таким образом, что площадь А2 сечения на его нижней по потоку стороне меньше, чем площадь А1 сечения на его верхней по потоку стороне.

Указанное соотношение определено с учетом зон Т низкой скорости потока, которые присутствуют по меньшей мере на выходных участках роторной лопатки 5 радиальной турбины. Зоны Т низкой скорости потока обычно занимают 10-20% площади выходного участка канала, т.е. площади А1 канала роторной лопатки 5 на верхней по течению стороне.

Хотя в предпочтительном случае площадь А2 канала на нижней по течению стороне меньше, чем площадь А1 канала на верхней по течению стороне, она может быть по существу равна ей или даже превосходить ее, в зависимости от особенностей использования.

Как показано на фиг.2, отклоняющие лопасти 27 лопастного участка 29 имеют форму эвольвенты.

В этом случае достигается значительное уменьшение разницы между площадью A3 канала на входном участке и площадью А4 канала на выходном участке между отклоняющими лопастями 27 лопастного участка 29 по сравнению с разницей между площадью А5 канала на входном участке и площадью А6 канала на выходном участке между линейно расширяющимися отклоняющими лопастями 33, показанными на фиг.2 штрихпунктирной линией с двумя точками.

Хотя в предпочтительном случае отклоняющие лопасти 27 имеют форму эвольвенты, данное условие не является обязательным, и они могут иметь любую подходящую форму.

Далее описан принцип действия многоступенчатой одновальной радиальной турбины 1, выполненной согласно раскрытому выше варианту изобретения.

Газовый поток G1, поступающий от источника газа (не показан) во входной канал 17 первой ступени, проходит через указанный канал и течет внутрь в радиальном направлении К в сопло 19 с внешней стороны.

Сопло 19 ускоряет этот газовый поток G1 в окружном направлении R и подводит его к участкам 21 впуска газа, расположенным на внешней периферической части роторных лопаток 5 радиальной турбины.

Газ, поступивший в роторную лопатку 5 радиальной турбины, расширяется при прохождении через газовый канал, ограниченный ступицей 11, центрифугальными лопатками 13 и экраном 15. За счет этого расширения происходит воздействие на лопатки 13, которые приводятся в движение в направлении R вращения. Благодаря этому движению лопаток 13 ступица 11 вовлекается во вращение в направлении R и вращает поворотный вал 3.

Газовый поток, выходящий в продольном направлении L вала из участков 23 выпуска газа роторной лопатки, проходит через изогнутый U-образный участок 25 и отклоняется наружу в радиальном направлении К.

При этом, благодаря тому, что площадь А2 сечения изогнутого U-образного участка 25 на его нижней по течению стороне составляет по большей мере 0,8-0,9 от площади А1 сечения на его верхней по течению стороне, газовый поток, проходящий через изогнутый U-образный участок 25, ускоряется, например, по меньшей мере на 10-20%, в соответствии с уменьшением площади канала.

Хотя обычно перед участками 23 выпуска газа роторной лопатки 5 и за этими участками имеются зоны Т низкой скорости потока, которые занимают 10-20% площади канала, эти зоны Т удается по существу устранить, поскольку на изогнутом U-образном участке 25 достигается по меньшей мере достаточный уровень ускорения. Другими словами, воздействие зон Т низкой скорости потока удается уменьшить.

Благодаря тому, что указанным образом обеспечивается уменьшение воздействия зон Т низкой скорости потока, путем сосредоточения этих зон, возникающих на участках 23 выпуска газа роторной лопатки 5, удается уменьшить срыв потока за счет придания кривизны поверхности экрана 15 на нижней по течению стороне.

Если площадь А2 канала на нижней по течению стороне составляет меньше 0,8-0,9 от площади А1 канала на верхней по течению стороне, можно в еще большей степени уменьшить срыв потока; поэтому кривизну отдельных участков можно снизить еще больше.

Благодаря указанной мере вал в многоступенчатой конфигурации может иметь меньшую общую длину, а следовательно и общая длина всей одновальной радиальной турбины 1 станет меньше, т.е. эта радиальная турбина 1 будет более компактной.

Когда далее газовый поток проходит через лопастный участок 29, он отклоняется в направлении R вращения роторной лопатки 5 радиальной турбины и направляется наружу в радиальном направлении К под действием отклоняющих лопастей 27.

При этом, поскольку отклоняющие лопасти 27 имеют форму эвольвенты, разница между площадью A3 на входном участке канала между отклоняющими лопастями 27 и площадью А4 на выходном участке будет невелика. Благодаря этому потери в лопастном участке 29, связанные с торможением газового потока и с его отклонением, будут уменьшенными.

Кроме того, за счет регулировки углового положения отклоняющих лопастей 27 можно регулировать угол потока на входе в сопло 19 на нижней по течению стороне. Так, если придать углу потока на входе в сопло 19 значение от 40 до 50 градусов в окружном направлении, потери от столкновений при входе в сопло 19 могут быть уменьшены.

Поток, выходящий из лопастного участка 29 в радиальном направлении К наружу с завихрением, проходит через участок 31 обратного изгиба, отклоняется внутрь в радиальном направлении К и принуждается течь в радиальном направлении К во входной канал 17 следующей ступени с внешней стороны.

Газовый поток G2, поступающий из участка 31 с обратным изгибом, проходит через входной канал 17 и течет в сопло 19 внутрь в радиальном направлении К с внешней стороны.

Сопло 19 ускоряет этот газовый поток G2 в окружном направлении R и подает его в участки 21 впуска газа, расположенные на внешней стороне роторной лопатки 5 радиальной турбины.

Газ, поступивший в роторную лопатку 5 радиальной турбины, расширяется при прохождении через газовый канал, ограниченный ступицей 11, центрифугальными лопатками 13 и экраном 15. За счет этого расширения происходит воздействие на лопатки 13, которые приводятся в движение в направлении R вращения. Благодаря этому движению лопаток 13 ступица 11 вовлекается во вращение в направлении R и вращает поворотный вал 3.

Газовый поток, выходящий в продольном направлении L вала из участков 23 выпуска газа роторной лопатки, проходит через отводной канал (не показан) и выпускается в пространство вне радиальной турбины 1.

Поскольку роторные лопатки 5 радиальной турбины присоединены указанным образом через промежуток к одному поворотному валу 3, подшипники и уплотнения требуются только для этого одного поворотного вала 3, поэтому их количество будет уменьшено по сравнению со случаем использования нескольких поворотных валов.

Благодаря тому, что потери в подшипниках и потери в результате утечек являются уменьшенными, энергия рабочей среды, находящейся под высоким давлением, эффективно преобразуется в кинетическую энергию вращения. Кроме того, тепловой перепад рабочей среды можно преобразовывать в кинетическую энергию вращения посредством одной одновальной радиальной турбины.

Роторные лопатки 5 радиальной турбины и поворотный вал 3 могут иметь конструкцию, аналогичную обычной конструкции, но при этом становится возможным не допустить увеличения размеров указанных элементов одновальной радиальной турбины 1.

Настоящее изобретение не ограничено описанным выше вариантом выполнения - объем его правовой охраны включает в себя различные модификации, не противоречащие сущности настоящего изобретения.

Например, несмотря на то, что в представленном варианте используются две ступени роторных лопаток 5 радиальной турбины, их число может быть увеличено до трех и более. В этом случае сообщение между смежными роторными лопатками 5 будет обеспечено соединительными каналами 9.

Номера позиций

1 - одновальная радиальная турбина

3 - поворотный вал

5 - роторная лопатка радиальной турбины

9 - соединительный канал

19 - сопло

25 - изогнутый U-образный участок

27 - отклоняющая лопасть

29 - лопастный участок

31 - участок обратного изгиба

А1 - площадь сечения канала на верхней по течению стороне

А2 - площадь сечения канала на нижней по течению стороне

К - радиальное направление

L - продольное направление вала

R - направление вращения.

1. Многоступенчатая радиальная турбина, содержащая:
одиночный поворотный вал;
группу роторных лопаток радиальной турбины, которые прикреплены к поворотному валу через промежутки и направляют поток рабочей среды, поступающий в радиальном направлении с внешней стороны, по существу в продольном направлении вала;
группу сопел, установленных по отдельности на верхней по течению стороне каждой роторной лопатки и ускоряющих поток рабочей среды в направлении вращения;
соединительный канал, обеспечивающий сообщение между выпускным участком роторной лопатки передней ступени и верхней по течению стороной сопла задней ступени,
причем соединительный канал имеет изогнутый U-образный участок, который отклоняет поток рабочей среды, поступающий в продольном направлении вала от роторной лопатки, наружу в радиальном направлении;
лопастной участок, содержащий группу отклоняющих лопастей, отклоняющих поток рабочей среды в направлении вращения роторных лопаток с проведением потока рабочей среды из изогнутого U-образного участка наружу в радиальном направлении;
и участок обратного изгиба, который отклоняет внутрь в радиальном направлении поток, завихряющийся и выходящий из лопастного участка наружу в радиальном направлении,
причем изогнутый U-образный участок выполнен таким образом, что площадь сечения канала у конца, ближнего к лопастному участку, на его нижней по потоку стороне, меньше, чем площадь сечения канала у конца, ближнего к роторной лопатке радиальной турбины, на его верхней по потоку стороне,
при этом указанная площадь сечения канала на его нижней по потоку стороне не превышает 0,8-0,9 от площади сечения канала на его верхней по потоку стороне.

2. Турбина по п.1, в которой отклоняющие лопасти имеют форму эвольвенты.



 

Похожие патенты:

Вентиляционное устройство (14) для использования с вращательным элементом (18) включает в себя кожух (16), включающий в себя крышку и выпускной участок, проходящий от крышки.

Турбинная установка, содержащая, по меньшей мере, одно первое и одно второе рабочие колеса, вал и систему подшипников. Задние поверхности рабочих колес обращены друг к другу.

Изобретение относится к гидравлическим машинам необъемного вытеснения, а именно к роторно-вихревым машинам, и может быть использовано как в составе насоса, так и в составе двигателя.

Изобретение относится к составной части машины для газовой турбины с основной частью, изготовленной из исходного материала, которая в частичной области своей поверхности снабжена футеровкой из наносимого материала с большей твердостью и/или вязкостью по сравнению с исходным материалом.

Изобретение относится к способу нанесения теплобарьерного покрытия на основе диоксида циркония на монокристаллический жаропрочный сплав на основе никеля, имеющего следующий состав, мас.%: 3,5-7,5 Сr, 0-1,5 Мо, 1,5-5,5 Re, 2,5-5,5 Ru, 3,5-8,5 W, 5-6,5 Al, 0-2,5 Ti, 4,5-9 Та, 0,08-0,12 Hf, 0,08-0,12 Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в насосах, двигателях и компрессорах. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к газотурбостроению. .

Изобретение относится к гидравлическим машинам необъемного вытеснения, а именно к конструкции роторно-вихревых машин. Вихревая машина содержит статор, ротор и образованную между ними рабочую камеру. Рабочая камера сообщена с каналами для подвода и отвода рабочей среды. Ширина сечения рабочей камеры равна разнице между максимальным и минимальным радиусами рабочей камеры, определяемыми соответственно как расстояние от оси машины до наиболее удаленной точки рабочей камеры и расстояние от оси до наиболее близкой точки рабочей камеры. В рабочей камере расположены лопатки и разделитель, связанные соответственно со статором и ротором. Каждая лопатка содержит переднюю кромку, обращенную к ротору и установленную под углом β=5÷20° к меридиональной плоскости, проходящей через центр передней кромки лопатки. Средняя линия поперечного сечения лопатки, проведенная через центр передней кромки, наклонена к указанной меридиональной плоскости под углом α=5÷60°. Передняя кромка выполнена плоской с образованием острого края между плоскостью кромки и поверхностью лопатки, обращенной к статору. Плоскость кромки параллельна плоскости поперечного сечения статора. Изобретение обеспечивает возможность минимизировать зазор между ротором и статором и, тем самым, позволяет повысить эффективность работы устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, к турбостроению и может быть использовано при проектировании и модернизации паровых турбин. Паровая турбина включает ротор с рабочими лопатками, цилиндр с установленным на нем концевым уплотнением и коллектор подачи пара на уплотнения. Коллектор соединен посредством трубопровода с концевым уплотнением турбины. В пространстве между ротором, цилиндром и концевым уплотнением установлен направляющий аппарат, вход которого соединен трубопроводом с коллектором подачи пара на уплотнения, а выход с выхлопным патрубком турбины. Изобретение позволяет повысить надежность турбины. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к пневмодвигателям, работающим от сжатого воздуха, которые могут быть использованы в качестве замены электродвигателей для привода различных машин и механизмов, а также в качестве замены двигателей внутреннего сгорания для привода транспортных средств. Пневматический двигатель включает статор 8 с внутренней цилиндрической поверхностью, с фланцами, расположенными по его торцам с, по меньшей мере, одним впускным отверстием, сообщенным с источником сжатого воздуха и с, по меньшей мере, одним выпускным отверстием, ротор 10, эксцентрично установленный внутри статора 8. Ротор 10 выполнен в виде цилиндра с, по меньшей мере, двумя осевыми отверстиями 11, ориентированными вдоль его оси и проходящими по периферии упомянутого цилиндра. Каждое из этих осевых отверстий 11 сообщается с наружной цилиндрической поверхностью ротора 10 посредством продольного паза 9 или, по меньшей мере, одного стыковочного отверстия, предназначенных для последовательной стыковки с упомянутыми впускным и выпускным отверстиями статора 8. Упомянутые осевые отверстия 11 выполнены глухими с двух сторон. Изобретение направлено на увеличение крутящего момента и повышение кпд пневмодвигателя, повышение его компактности. 3 н. и 90 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиальным турбинам и предназначено для преобразования энергии рабочего тела, в качестве которого могут быть использованы вода или газ, например воздух, в энергию вращения вала агрегата. Вода, обладающая потенциальной энергией полного напора, из водохранилища поступает в узел подачи рабочего тела в патрубок 10. Из сопла 11 вода, обладающая наибольшей скоростью, при данном напоре поступает в кольцевую полость 5 между корпусом 1 и рабочим колесом 3. Там вода, обладающая кинетической энергией, движется по кругу. Поступающая в кольцевую полость 5 из сопла 11 вода вытесняет обладающую кинетической энергией лишнюю воду из кольцевой полости 5 в полости лопаток 4, где она отдает свою кинетическую энергию рабочему колесу 3, обеспечивая его вращение. Из лопаток 4 рабочего колеса 3 вода через его среднюю часть без сопротивления уходит в слив. Все лопатки 4 рабочего колеса 3 нагружены одновременно и одинаково независимо от расстояния до сопла. Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение ее надежности с одновременным упрощением управлением турбиной. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу регулируемой регенерации энергии реакции окисления, при которой образуется газовый поток, каковую реакцию осуществляют в реакторе окисления непрерывного действия, в который подают газообразный окислитель. Способ включает: (a) нагревание газового потока до температуры по меньшей мере 800°C; (b) направление газового потока на ступень турбины внутреннего сгорания с открытым циклом, в которой имеется турбинное колесо, соединенное с компрессором, каковой компрессор сжимает газообразный окислитель, подаваемый в реактор; (c) регулирование давления на ступени турбины; (d) поддержание давления на ступени турбины в диапазоне больше минимальной величины, соответствующей энергетической потребности компрессора на сжатие газообразного окислителя, подаваемого в реактор окисления, и меньше максимальной величины, определяемой пределами газовой турбины по мощности или давлению, путем добавления газа в газовый поток; (e) обеспечение расширительного устройства или вспомогательного компрессора после компрессора газовой турбины по технологическому потоку на входе газообразного окислителя в реактор окисления. Также изобретение относится к способу окисления прекурсора с получением ароматической карбоновой кислоты или ее сложного эфира. Использование настоящего изобретения позволяет турбине эффективно функционировать. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к радиальному детандеру. Радиальный детандер содержит по меньшей мере одну секцию радиального детандера, расположенную в едином корпусе. Секция радиального детандера содержит лопатки крыльчатки, а также множество диафрагм. Лопатки крыльчатки скомпонованы в две или более ступени между подшипниками на одном валу. Диафрагмы соединены в осевом направлении. Каждая диафрагма содержит крутоизогнутый отвод для соединения соседних ступеней. Каждый из крутоизогнутых отводов снабжен сопловой лопаткой и возвратной лопаткой. Каждая секция имеет газовый вход и газовый выход. Газовый вход сообщается со всасывающим отверстием единого корпуса. Газовый выход сообщается с выпускным отверстием единого корпуса. Изобретение направлено на повышение надежности детандера. 4 ил.

Реактивная турбина содержит вал турбины и сборочные узлы сопел. Сборочные узлы сопел установлены друг за другом в осевом направлении и имеют отверстие для впрыска. Каждый узел сопел включает соединенные друг с другом пластины, причем отверстие для впрыска сформировано на наложенной поверхности пластин. Сборочный узел сопел размещен в кожухе, включающем впускное и выпускное отверстия и соединяющий их пропускной канал. В пропускном канале кожуха расположен сборочный узел сопел с возможностью вращения, причем пропускной канал в кожухе и отверстие для впрыска сборочных узлов сопел расположены поочередно. Кожух включает первый кожух с впускным отверстием, второй кожух с выпускным отверстием и множество третьих кожухов, установленных вдоль осевого направления между первым и вторым кожухами. Между соседними кожухами расположены разделительные пластины, отделяющие сборочные узлы сопел друг от друга. В одном варианте выполнения турбины на внутренней окружности третьего кожуха сформировано множество ударных стенок. В другом варианте сборочный узел сопел включает кольцевой элемент, расположенный между пластинами и образующий камеру впрыска, имеющую отверстие для впрыска, проходящее через внешнюю окружность камеры впрыска. В еще одном варианте выполнения площадь поперечного сечения отверстия для впрыска в сборочном узле сопел, расположенном на стороне выпускного отверстия в кожухе, является большей, чем у сборочного узла сопел на стороне впускного отверстия в кожухе. В следующем варианте выполнения количество отверстий для впрыска в сборочном узле сопел, расположенном на стороне выпускного отверстия в кожухе, является большим, чем в сборочном узле сопел на стороне впускного отверстия в кожухе. В другом варианте впускное отверстие в кожухе сформировано в центре вращения сборочного узла сопел, а выпускное отверстие в кожухе расположено в месте расположения внешней окружности сборочного узла сопел. Каждый сборочный узел сопел включает упомянутый выше кольцевой элемент, образующий камеру впрыска и содержащий стенки впрыска, каждая из которых имеет сформированное в ней отверстие для впрыска, и опорную стенку, соединяющую стенки впрыска. Группа изобретений позволяет упростить сборку реактивной турбины и уменьшить ее габариты. 6 н. и 25 з.п. ф-лы, 21 ил.

Корпус горения содержит тороидальную камеру горения, воспринимающую вызванные горением центробежные силы, возникающие при воспламенении завихрения текучей среды горения по всей указанной тороидальной камере горения; и выпускное отверстие указанной тороидальной камеры горения. Турбина горения содержит вал, несколько разнесенных в пространстве дисков, радиально соединенных с указанным валом по центру указанных нескольких дисков; и камеру горения. Камера горения вмещает подвергнутую горению текучую среду и имеет по меньшей мере одну стенку, неполностью окружающую указанные несколько дисков. Подвергнутая горению текучая среда протекает из указанной камеры горения и перенаправляется для ее протекания между соседними поверхностями указанных нескольких дисков, таким образом вращая указанные несколько дисков. Достигается простота конструкции и увеличение выхода энергии путем обеспечения более эффективного потребления топлива в большем количестве, а также путем сообщения большего вращения продуктам горения. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Настоящее изобретение относится к ступени аксиального компрессора турбомашины с барабанным ротором. Ступень ротора содержит симметричную стенку (4) при вращении вокруг оси вращения. Стенка (4) содержит оболочку, ограничивающую общую форму барабана, и кольцевой участок (20, 21, 22), предназначенный для закрепления ряда лопаток (14), причем вышеупомянутый участок выполнен как одно целое с оболочкой. Этот участок имеет определенную форму, то есть у него есть внешняя поверхность, ограничивающая газовый поток, которая является приподнятой по отношению к оболочке. Этот участок имеет U-образное поперечное сечение, открытая часть которого направлена по направлению к оси вращения. Кольцевой участок содержит две части стенки, одну выше (20) и одну ниже (22) по потоку, обеспечивающие соединение с оболочкой и используемые в качестве усилительных деталей. Они предпочтительно перпендикулярны оси вращения или наклонены по отношению к перпендикуляру. Соединение каждой находящейся выше (20) и ниже (22) по потоку части стенки с центральной частью (21) участка закрепления находится на расстоянии соответствующей кромки центральной части (21) во избежание определенных концентраций напряжений. Изобретение направлено на уменьшение габаритов установки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности, турбодетандерная генераторная установка относится к генераторам электрической энергии с газотурбинным приводом и применяется в области газоснабжения для утилизации энергии потока сжатого природного газа. Назначением предлагаемой турбодетандерной генераторной установки (ТДУ), которая представляет собой электрогенератор (ЭГ) с турбодетандерным приводом (ТД), является выработка электрической энергии на основе преобразования потенциальной энергии природного газа в трубопроводе. Причем ТДУ используют на объектах газопотребления, например, на газорегуляторных пунктах (ГРП) и газораспределительных станциях (ГРС), где давление в трубопроводе на входе составляет 0,3-1,2 МПа. Полученная с помощью ТДУ электрическая мощность может использоваться для собственных нужд потребителя. Потребителем таких ГРП могут быть, например, котельные. Таким образом, ТДУ может быть использована в качестве автономного источника энергии малой мощности. Система отбора энергии потока ПГ из газопровода для ТДУ применяется в области газоснабжения для утилизации энергии потока сжатого природного газа, а также для утилизации вырабатываемого генератором тепла. Назначением этой системы является ее использование на объектах газопотребления, например, на газорегуляторных пунктах (ГРП) и газораспределительных станциях (ГРС). Кроме того, возможна установка такой системы с ТДУ методом врезки как в уже существующие магистрали и их запорную арматуру, внутри уже построенного и эксплуатирующегося ГРП (ГРС), так и установка ТДУ на этапе проектирования и строительства ГРП (ГРС) и ее монтажа. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх