Осевая многовенечная ступень турбомашины

Осевая многовенечная ступень турбомашины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

-71««572575

Сю«юа ОюввтсннхСоаиннстн «всннх

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.04.76 (21) 2348122/06 (51) М. Кл F OID 1/12

F 01 D 5/14 с присоединением заявки № тюс Аврстввнный нюмнтвт (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34 (45) Дата опубликования описания 24.10.77

Саввта Мнннстрюв СССР ню делам нзюбрютвннй н юткрытнй (53) УДК 621.165:621..438 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Абрамов и С. А. Смирнов

Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (71) Заявитель (54) ОСЕВАЯ МНОГОВЕНЕЧНАЯ СТУПЕНЬ ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к осевым ступеням турбомашин, и может быть использовано в турбинах, предназначенных для привода агрегатов вспомогательного назначения.

Известны осевые одновенечные ступени турбомашин с однодисковой конструкцией ротора, промежуточными сопловыми аппаратами и перепускными каналами в обвод ступени (1). Реализованный в этой конструкции принцип многоступенчатого расширения рабочего тела снижает значение параметра V/Co (V — окружная скорость рабочих лопаток, C«« — скорость по адиабатическому перепаду).

Однако высокие потери кинетической энергии рабочего тела в перепускных каналах, обусловленные их конструктивным несовершенством (затянутый путь пара и необходимость поворота потока на 360 в радиальной плоскости), снижают экономичность турбомашины. Кроме того, перепуск рабочего тела в обвод ступени усложняет конструктивную схему и увеличивает металлоемкость турбомашины.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является осевая многовенечная ступень турбомашины, содержащая сопловые аппараты и многоярусные рабочие лопатки, нижние ярусы которых последовательно по ходу потока соединены с верхними перепускными каналами (2). Однако большие потери энергии рабочего тела, вызванные несовершенством перепускных каналов и высокими скоростями газа при перепу" ax, снижают экономичность данной ступени, особенно при малых значениях параметра V/Co.

Целью изобретения является повышение экономичности турбомашины при частичном подводе рабочего тела. Это достигается тем, 10 что в предлагаемой ступени турбомашины верхний ярус рабочих лопаток первого венца соединен на выходе с входным сопловым аппаратом нижнего яруса этого венца.

Перепускные каналы выполнены с конфу15 зорным входным и диффузорным выходным участками, а их боковые стенки спрофплированы по винтовым поверхностям.

На фиг. 1 изображена описываемая ступень, разрез; на фиг. 2 — развертка лопаточ20 ных аппаратов.

Ступень тур бомашины содержит входной сопловой аппарат 1, два венца двухъярусных рабочих лопаток 2 и 3, промсжуточныс сопловые аппараты 4 и 5 II двухъярусные направ25 ляющие лопатки 6. Ярусы лопаток соединены между собой перепускными каналами а и б, выполненными с конфузорным входным и диффузорным выходным участками. Боковые стенки каналов спрофилированы по винтовым

ЗО поверхностям (см. фиг. 2).

572575

Ступень турбомашины работает следующим образом.

Поток рабочего тела, пройдя через входной сопловой аппарат 1 и нижний ярус рабочих 2 и 3 и направляющих 6 лопаток, поступает в перепускной канал а и подводится через сопловой аппарат 4 к верхнему ярусу рабочих и направляющих лопаток. После расширения на верхнем ярусе ступени перепускной канал б, соединенный с промежуточным сопловым аппаратом 5, переводит поток на нижний ярус ступени (см. фиг. 2).

Количество перепусков выбирают в зависимости от располагаемого теплоперепада и числа оборотов тур бомашины.

Существенным преимуществом предлагаемой ступени является также то, что высокие коэффициенты использования кинетической энергии выходной скорости промежуточных потоков, обусловленные самой конструктивной схемой ступени и конструкцией перепускных каналов, позволяют при выбранном числе подводов еще болес снизить параметр V/Co турбины за счет увеличения закрутки потоков (или потока) на выходе одного из двух ярусов ступени. При этом уменьшение V/Ño на 20 — 25 /о по сравнению с его оптимальным значением может быть достигнуто практически без снижения экономичности ступени. Описываемая ступень, срабатывающая большие располагаемые теплоперепады при умеренных скоростях вращения, позволяет уменьшить габариты и снизить металлоемкость приводной турбины.

Формула изобретения

1. Осевая многовенечная ступень турбомашины, содержащая сопловые аппараты и двухъярусные рабочие лопатки, нижние ярусы которых последовательно по ходу потока соединены с верхними перепускными каналами, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при частичном подводе рабочего тела, верхний ярус рабочих лопаток первого венца соединен на выходе с

15 входным сопловым аппаратом нижнего яру. са этого венца.

2. Ступень по п. 1, отличающа я ся тем, что перепускные каналы выполнены с конфузорным входным и диффузорным выходным

20 участками, а их боковые стенки спрофилированы по винтовым поверхностям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беляев Н. П., Игнатовский Е. А., Лаза25 рев Л. Я. Экспериментальное исследование од. новенечной ступени с перепускными каналами. Доклады Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования паровых турбин», выпуск 183, Калуга, 30 1972.

2. Патент США М 2505660, кл. 60-226, опублик. 1944. 572575

Составитель И. Лапина

Техред М. Семенов

Редактор А. Пейсоченко

Корректоры: О. Тюрина и И. Позняковская

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2725у3 Изд. Мв 784 Тираж 693

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретения и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раугпская паб,, д. 4/5