Вихревая турбина

Вихревая турбина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к турбинои машиностроению и может быть использовано в малоразмерных турбоприводах преимущественно средств обеспечения технологических производственных процессов , в частности, ручных пневмомашин. Цель изобретения - обеспечить реверс вращения ротора вихревой турбины внутренними газодинамическими средствами при улучшении регулирования характеристик. В корпусе 1 размещены по крайней мере две поворотные втулки (ПВ) 3. Ось 5 вращения каждой ПВ 3 направлена вдоль одной из осей прямоугольной координатной системы, в свою очередь одна из осей которой параллельна оси вращения ротора 7. В каждой ПВ 3 выполнен сквозной сопловой канал (СК) 8, ось 11 которого лежит в плоскости, содержащей ось 5 вращения ПВ 3, либо перпендикулярной таковой. СК 8 сообщены с впускным патрубком 2 и рабочими лопатками 9 посредством отверстий 10 в корпусе 1, а ПВ 3 снабжены приводом 4 поворота. Выпускные каналы расположены по дуге между поворотными втулками 3. Поворотом ПВ 3 приводом 4 осуществляется изменение угла наклона оси 11 СК 8 по отношению рабочих лопаток 9, обеспечивающего прямое или обратное вращение ротора 7 и регулирование моментных и мощностных характеристик. 14 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК D 4 Г 01 0 15/06 i/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н аВТОРСКОмУ СницВТВ\ЬСтВУ

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4345198/24-06 (22) 17. 12.87 (46) 23.08.89. Бюл. и 31 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) Е.В. Иячин, В.Н. Кузнецов, А.В. Коковин и Г.И. Калиш (53) 621.438.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1359371, кл. F 01 D, 15/06, 1985.

Авторское свидетельство СССР

В 1359437, кл. F 01 D 1/08, 1986.

„„SU„„1502852 (54) ВИХРЕВАЯ ТУРБИНА (57) Изобретение относится к турбинои машиностроению и может быть использовано в малоразмерных турбоприводах преимущественно средств обеспечения технологических производственных процессов, в частности ручных пневмомашин. Цель изобретения — обеспечить реверс вращения ротора вихревой турбины внутренними газодинамическими средствами при улучшении регулирования характеристик. В корпусе 1 разме150285 щены по краиней мере две поворотные втулки (ПВ) 3. Ось 5 вращения каждой

ПВ 3 направлена вдоль одной из осей прямоугольной координатной системы, в свою очередь одна из осей которой параллельна оси вращения ротора 7. В каждой ПВ 3 выполнен сквозной сопловой канал (СК) 8, ось 11 которого лежит в плоскости, содержащей ось 5 10 .вращения ПВ 3, либо перпендикулярной таковой. СК 8 сообщены с впускным

2 4 патрубком 2 и рабочими лопаткамй 9 посредством отверстий 10 в корпусе 1, а ПВ 3 снабжены приводом 4 поворота.

Выпускные каналы расположены по дуге между поворотными втулками 3. Поворотом ПВ 3 приводом 4 осуществляется изменение угла наклона оси 11 СК 8 по отношению рабочих лопаток 9, обеспечивающего прямое или обратное вращение ротора 7 и регулирование моментных и мощностных характеристик. 14 ил

Изобретение относится к турбинои машиностроению и может быть использовано в турбоприводах вспомогательных машин и механизмов преимуществен20 но для транспортных средств и средств обеспечения технологических производственных процессов, в частности ручных пневмомашин.

Цель изобретения — обеспечение регулирования моментных и мощностных характеристик и реверса вращения ротора вихревой турбины. На фиг. t представлена (в мериди30 ональной плоскости) турбина с радиаль ным подводом рабочей среды с осью вращения поворотной втулки, перпендикулярной оси вращения ротора, и расположением оси соплового канала в плос кости, содержащей ось вращения пово- 35 ротной втулки, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — турбина с радиальным подводом с осью вращения поворотной втулки, параллельной оси вращения ротора, и 40 расположениями оси соплового канала в плоскости, перпендикулярной оси вращения поворотной втулки; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 турбина с радиальным подводом с осью 45 вращения поворотной втулки, перпендикулярной оси вращения ротора, и рас° положением оси соплового канала в плоскости, содержащей ось вращения поворотной втулки; на фиг ° 6 — сечение В-В на фиг. 5; иа фиг ° 7 — турбина с боковым подводом с осью вращения поворотной втулки, параллельной оси вращения ротора, и расположением оси соплового канала в плоскости, со- „ держащей ось вращения поворотной . втулки; на фиг. 8 — сечение Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 — турбина с выдвинутым рабочими лопатками соплом; на фиг. 10 — сечение Д-Д на фиг. 9; на фиг.11 — турбина с боковым подводом с осью вращения поворотной втулки, .перпендикулярной оси вращения ротора, и расположением оси соплового канала в плоскости, перпендикулярной оси вращения поворотной втулки; на фиг. 12 — сечение Е-Е на фиг. 11; на фиг.13 — турбина с боковым подводом с осью вращения поворотной втулки, параллельной оси вращения ротора и расположением оси соплового канала в плоскости, содержащей ось вращения поворотной втулки; на фиг. 14 — сечение л(-Ж на фиг. 13.

Вихревая турбина содержит корпус

1 с впускным патрубком 2 и размещенные в корпусе 1 реверсивное устройство, выполненное в виде по крайней мере двух поворотных втулок 3, снабженных приводом 4 поворота. Ось 5 вращения каждой поворотной втулки 3 направлена вдоль одной из осей прямоугольной координатной системы, в свою очередь одна из осей которой параллельна оси 6 вращения ротора 7.

В каждой поворотной втулке 3 выполнен сквозной сопловой канал 8, сообщенный с впускным патрубком 2 и рабочими лопатками 9 посредством дополнительных отверстий 10 в корпусе. Ось

11 соплового канала 8 расположена в плоскости, содержащей ось 5 вращения поворотной втулки 3, либо перпендикулярна таковой (фиг. 3 и 10). В корroyce 1 выполнено устройство 12 выпуска отработавшей среды, сообщенное выпускными каналами 13 с рабочими лопатками 9. В случае выпуска отработавшей среды непосредственно в атмосферу устройство 12 выпуска отсутствует (фиг. 7, 9, 11 и 12).

1502852

Предлагаемая конструкция может быть реализована как в вихревых турбинах с радиальным подводом рабочей среды (фиг. 1, 3 и 5), так и в турбинах с боковым поводом (фиг. 7, 9, 11 и 12) рабочей среды. Использование указанных на фиг. 1 — 14 вариантов исполнения поворотных втулок 3 определяется в основном условиями технологичности изготовления и эксплуатации.

Сопловой канал 8 (ось 11 соплового канала 8) по отношению к рабочим лопаткам 9 устанавливае гся под углом 15 с(наклона в требуемом интервале его изменения от определенных значений о до 180 - с . Геометрия соплоных каналов 8 и рабочих лопаток 9 (проточной части) может быть ньп олнена одинако- 20 вой для прямого и обратного вращения ротора 7.

При работе турбины рабочая среда через впускной патрубок 2 и расположенньпr в поворотной втулке 3 сопло- 25 вой канал 8 поступает на рабочие лопатки 9. В результате энергообмена с рабочими лопатками 9 на роторе 7 создается крутящий момент ° Отработавшая среда через выпускные каналы 13 30 поступает в устройство 12 выпуска отработавшей среды или непосредственно в атмосферу (фиг. 7, 9, 11 и 13).

В зависимости от варианта исполнения вихревой турбины поворотом втулок

3, осуществляемым приводом 4 поворота, осуществляется либо только изменение угла (наклона оси 11 соплоного канала 8 по отношению к рабочим лопаткам 9 от значения угла С,.обес- 4р печивающего прямое вращение (-w3) ротора 7 турбины, до противоположного о значения угла 180 — o(. обеспечивающего обратное (- - ) вращение ротора (фиг. 1, 5, 7, 9 и 13), либо измене- 45 ние угла наклона оси 11 соплового канала 8 с любым требуемым интервалом о его изменения от (до 180- (Фнг. 3 и 11), обеспечивая тем самым не только реверс вращения ротора 7 турбины, но и регулирование ее моментных и мощностных характеристик, одинаковых при прямом и обратном вращении ротора 7.

Поднод рабочей среды через дне поворотные втулки 3 по сопловым каналам

8 обеспечивает стабильность рабочего процесса и рациоыальную длину рабочей дуги между поворотными втулками 3.

Регулирование моментных и мощностных характеристик производится ннутренними газодинамичес.кими средствами, что повьппает маневренность турбины, ,например увеличит скорос.ть разгона ротора 7 от нулевой частоты вращения до номинальной (рабочей) пцимерно в

2,3-1,5 раза. При этом увеличение крутящего момента на пусковом режиме и при малых частотах вращения достигается путем уменьшения угла наклона соплоного канала 8 при постоянном расходе рабочей среды, максимальная величина которого лимитирована критическим значением. Регулирование работы вихревой турбины в целом может осуществляться без изменения параметров и расхода рабочей среды, что упрощает систему регулирования предвключенных по газовому тракту узлов установки, например генератора рабочей среды (не показаны).

Формулаизобретения

Вихревая турбина, содержащая корпус с впускным патрубком, в котором размещено двухстороннее рабочее колесо с лопатками, подключенными к сопловым каналам и устройству выпуска отработавшей среды, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью регулирования характеристик, турбина снабжена по меньшей мере двумя поворотными втулками, ось вращения каждой иэ которых расположена по направлению одной из осей прямоугольной координатной системы, другая из осеЙ последней параллельна оси вращения рабочего колеса, соплоный канал выполнен в каждой поворотной втулке и сообщен с впускным патрубком и через дополнительно выполненные отверстия н корпусе — с рабочими лопатками, а ось соплового канала расположена в плоскости оси нращения втулки или перпендикулярной ей, при этом втулки снабжены приводом поворота.

1502852

1 502852

1 502852

4-Л

1502852

Составитель В. Гуторов

Редактор Л. Зайцева Техред Л.Олийнык Корректор И. Муска

Заказ 5066/47 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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