EA012818B1 - Ротор лопастной машины и лопастная машина - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к ротору (2) лопастной машины, а также к оборудованной им лопастной машине, причем ротор (2) вращается в газообразной или жидкой среде и имеет по меньшей мере на одной из своих боковых поверхностей (4) элемент (3) профиля по меньшей мере с одним выпуклым возвышением (19) для создания перепада давления. Этот ротор (2) отличается тем, что выпуклое возвышение (19) выполнено как элемент (3) профиля крыла самолета и ротор (2) внутри имеет аксиальную полость (6). При этом ротор (2) соединен по меньшей мере с одной камерой (12, 21) для подвода или отвода предусмотренной среды, причем между полостью (6) и внешней боковой поверхностью (4) в зоне элемента (3) профиля крыла предусмотрено по меньшей мере одно проходное отверстие (5). Ротор (2) такого рода внутри корпуса (7) различных конструкций представляет собой лопастную машину, которую можно использовать в качестве насоса, компрессора, уплотнителя, вентилятора, турбомашины, турбины или нейтрализатора давления.

Description

Изобретение относится к ротору лопастной машины согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения и к лопастной машине согласно ограничительной части п.11 формулы изобретения.

Лопастные машины отличаются тем, что создают перепад давления в газообразной или жидкой среде или приводятся в действие за счет перепада давления в среде такого рода. Для этого такие лопастные машины, как правило, имеют ротор, который установлен в газообразной или жидкой среде с возможностью вращения относительно статора и благодаря своей форме или компоновке создает перепад давления или преобразует перепад давления в среде во вращательное движение. К машинам такого рода относятся в первую очередь большинство насосов, компрессоров, турбомашин, турбин или преобразователей ветровой энергии, имеющих роторы самых разных конструктивных исполнений и в большинстве случаев установленные с возможностью вращения в корпусе в качестве статора.

Из ΌΌ 293181 А5 известна лопастная машина в форме насоса, имеющая цилиндрический или конусообразный ротор, установленный эксцентрически с возможностью вращения в корпусе насоса. Этот ротор соединен с приводом и образует при вращении серпообразную вращающуюся рабочую камеру насоса, посредством которой транспортируется преимущественно масло в качестве жидкости из впускного отверстия в выпускное отверстие. Этот работающий по гидродинамическому принципу насос создает при вращении во вращающемся корпусе масляный клин, который приводит к увеличению давления в рабочей камере насоса и таким образом транспортирует масло из впускного отверстия в выпускное отверстие. При этом ротор имеет относительно гладкую круглую внешнюю поверхность, посредством которой создается повышенное давление в жидкости исключительно за счет ее эксцентрической траектории вращения. Конечно, такого рода эксцентрически вращающийся ротор в корпусе, имеющем цилиндрическую форму, из-за своей неструктурированной поверхности при наличии в рабочей камере насоса газообразной среды вряд ли пригоден.

Из ΌΕ 10319003 А1 известен ротор преобразователя ветровой энергии, с помощью которого энергия ветра преобразуется в электрическую энергию. При этом роторы состоят из установленного в статоре вала, на котором расположены с равноугольными интервалами отклоненные наружу лопасти ротора. Лопасти ротора при этом имеют форму симметричного крыла несущей поверхности самолета, которое в направлении потока снабжено цилиндрической боковой поверхностью и благодаря этому имеет выпуклое расширение, сужающееся под острым углом назад. Лопасти ротора в направлении ветра расположены так, что обтекающий их воздух, как газообразная среда, согласно уравнению Бернулли создает перепад давления, в результате чего установленному в статоре ротору придается вращательное движение. Поскольку лопасть рассматриваемого типа вызывает на своей сужающейся под острым углом грани возмущающее вихреобразование, на профиле лопасти предусмотрены углубления поперечно к направлению ветра. В результате этого на верхней стороне устанавливается давление меньше, чем на нижней стороне, что приводит к увеличению движущего напора, благодаря чему вихреобразование уменьшается и преобразование энергии может осуществляться с более высоким коэффициентом полезного действия. Подобного рода ротор предусмотрен, однако, исключительно для использования в воздушных или газообразных средах и из-за его длинных лопастей и необходимого по этой причине диаметра корпуса для работы с жидкими средами вряд ли применим.

Из ΌΕ 4223965 А1 известен ротор турбомашины, у которого на закрепленном в подшипниках валу смонтирована как минимум одна планшайба, на внешней цилиндрической поверхности которой установлены выступающие короткие лопатки, вращающиеся в газообразной среде. Этот ротор расположен в статоре и посредством вала вращается с большим числом оборотов. При этом газообразная среда из впускного отверстия с большой степенью уплотнения подается в выпускное отверстие. Такого рода ротор турбомашины, однако, для жидких сред, как правило, не пригоден, так как они не сжимаются и поэтому легкие лопатки могут легко повреждаться.

Из ΌΕ 19719692 А1 известен роторный насос с имеющим внутренние зубья внутри ротором, отличающийся очень прочным исполнением имеющего внутренние зубья ротора. При этом в состав насоса входит корпус с установленным в нем вращающимся эксцентриковым кольцом, в котором с возможностью вращения установлены внешняя и внутренняя крыльчатки. При этом внутренняя крыльчатка представляет собой внутренний ротор с большим количеством расположенных на его внешней поверхности зубьев, который расположен с возможностью вращения во внешнем роторе. Внешний ротор охватывает внутренний ротор своей внутренней поверхностью, на которой также установлены направленные внутрь зубья. При этом как внутренние, так и внешние зубья располагаются по всей длине поверхности и представляют собой, по существу, выпуклое симметричное возвышение, причем на внешней поверхности внутреннего ротора имеются шесть выпуклых возвышений, а на внутренней поверхности внешнего ротора семь выпуклых возвышений. Внутренняя полость внешнего ротора соединена с одним впускным и одним выпускным отверстиями, расположенными напротив друг друга. В результате вращательного движения внутреннего ротора осуществляется также вращательное движение внешнего ротора в эксцентриковом кольце, поэтому образуется некоторое количество камер с изменяющимся объемом между зубьями внутреннего и внешнего роторов. В результате этого находящаяся в камерах текучая среда всасывается в увеличивающиеся в объеме камеры и выталкивается из уменьшающихся камер. В качестве текучей среды предусмотрена при этом гидравлическая жидкость, которая в результате создаваемого

- 1 012818 таким образом перепада давления нагнетается из впускного отверстия в выпускное отверстие. Поскольку подобного типа ротор состоит по меньшей мере из двух соосных оснащенных зубьями частей, которые к тому же должны иметь разное количество зубьев и хорошо подгоняются друг к другу лишь при очень точном изготовлении, такого рода конструкция ротора требует очень больших затрат на изготовление и оснащена некоторым количеством трущихся, изнашивающихся частей.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании ротора универсального назначения для разнообразных конструкций лопастных машин, прочного, почти не требующего обслуживания и, кроме того, простого в изготовлении.

Эта задача решается с помощью изобретения, описанного в пп.1 и 11 формулы изобретения. Усовершенствования и предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Преимущество изобретения заключается в том, что благодаря профилю крыла на одной из поверхностей ротора в результате эффекта Бернулли, вызываемого движением ротора или потоком газообразной или жидкой среды, выше профиля крыла проявляется эффект пониженного давления, поэтому такого рода ротор применим как для жидких, так и газообразных сред. Поскольку влияние давления или влияние всасывания проявляется не благодаря образованию вращающихся уплотняющихся камер, можно при этом, что является преимуществом, транспортировать и содержащую твердые вещества среду, поэтому роторы такого рода хорошо подходят и для непрерывного перемещения сыпучих продуктов или дисперсий.

Кроме того, преимущество изобретения заключается в том, что благодаря обтекаемому профилю крыла в используемой среде и снаружи происходит лишь незначительное вихреобразование и, кроме как с подшипниками, отсутствует контакт со статором или другими частями ротора, поэтому лопастные машины, оборудованные такого рода ротором, создают во время работы очень мало шума и практически не имеют потерь на трение и потерь в потоке. Поскольку соответствующий изобретению ротор внутри является полым и создает перепад давления лишь за счет пологого профиля крыла на одной из боковых поверхностей, изготовить его можно с очень небольшим весом, чтобы можно было обойтись ускорением лишь небольших масс, в результате чего, преимущественно, можно создать лопастную машину не только с небольшим трением и небольшими завихрениями потока, но и с высоким коэффициентом полезного действия.

Благодаря небольшой массе ротора и в значительной степени симметричному исполнению, а также центральному вращению создается также и очень незначительное центробежное действие, поэтому такого рода ротор преимущественно может эксплуатироваться с большим числом оборотов. Благодаря этому достижимы и большие перепады давления при больших скоростях потока, что позволяет преимущественно достичь одновременно высокой производительности при транспортировке предусмотренной газообразной или жидкой среды или содержащихся в ней твердых веществ.

Поскольку создаваемый перепад давления при профилированной таким образом в соответствии с изобретением поверхности ротора практически пропорционален числу оборотов, при постоянной скорости вращения преимущественно практически не бывает колебаний давления или объема. Благодаря профилю крыла на боковой поверхности при вращении ротора постоянно создается перепад давления, который не зависит от внешнего давления среды, поэтому преимущественно можно перекачивать и газообразные среды с высокой плотностью или жидкости с большой глубины при статическом давлении на поверхности.

Соответствующий изобретению ротор и оборудованная им лопастная машина могут быть использованы не только для транспортировки или создания давления при наличии привода, но и для создания вращательного движения при подводе под давлением определенной среды в виде потока, чтобы преимущественно вырабатывать энергию в виде, например, электрического тока из кинетической энергии воды или ветра.

В случае многоступенчатой конструкции соответствующего изобретению ротора и оборудованной им лопастной машины при аксиальных ступенях и не изменяющемся количестве протекающего вещества преимущественно достижимы более высокие давления или при коаксиальных ступенях благодаря увеличению профильной поверхности при не изменяющемся перепаде давления преимущественно можно транспортировать большее количество протекающего вещества.

Подробнее изобретение раскрывается на примере одного из вариантов его осуществления, который отображен на чертеже. На фигурах показано следующее:

фиг. 1 - перспективный вид насоса с одноступенчатым ротором для насоса;

фиг. 2 - вид спереди насоса с ротором для насоса;

фиг. 3 - вид сверху насоса с ротором для насоса;

фиг. 4 - пластинчатый диск крыльчатки для ротора насоса;

фиг. 5 - расположение пластинчатых элементов крыльчатки для ротора насоса;

фиг. 6 - изображение насоса с многоступенчатым ротором в разрезе и фиг. 7 - изображение приводной турбины в разрезе.

На фиг. 1 в качестве лопастной машины изображен в перспективе насос 1, который в качестве рото

- 2 012818 ра насоса включает в себя одноступенчатый полый ротор 2, имеющий на боковой поверхности 4 девять элементов 3 с профилем крыла, между которыми расположены проходные отверстия 5 во внутреннюю полость 6.

Изображенный насос 2 представляет конструкцию, которая приводится в действие преимущественно водой в качестве жидкой среды. Насос 2 состоит в основном из стационарного корпуса 7 в качестве статора, в котором находится ротор 2 насоса. Ротор установлен в корпусе 7 с возможностью вращения в двух подшипниках 8 и имеет в своем центре вал 9, соединенный с не изображенным на фигуре приводным двигателем 9. Корпус 7 имеет, по существу, цилиндрическую форму и на своей внешней боковой поверхности имеет выпускное отверстие 11 для отвода перекачиваемой воды. На левой торцевой или боковой поверхности корпуса 7 предусмотрено входное отверстие 10 для впуска перекачиваемой воды в полость 6, соединенное с не изображенным на фигуре подводящим трубопроводом. Впускное отверстие 10 соединено с полостью 6 ротора 2 и вместе с ней образует впускную камеру 12. С помощью такого насоса 1 можно транспортировать, в принципе, любые жидкие среды, как, например, воду, масло и т. п., а также все смешанные с твердыми веществами жидкости, как, например, дисперсии.

На фиг. 2 показан вид спереди описанного выше насоса 1, на котором, в частности, видны также расположение и конструкция ротора 2. При этом ротор 2 состоит в основном из крыльчатки 20 цилиндрической формы, имеющий внутри полость 6, образующую у изображенного насоса 1 впускную камеру

12. На внешней боковой поверхности 4 ротора 2 с одинаковыми угловыми интервалами расположены девять выпуклых возвышений 3, которые образуют аксиально проходящий профиль крыла на внешней тангенциальной боковой поверхности 4 ротора 2. Поскольку ротор 2 на своей внешней тангенциальной боковой поверхности 4 имеет несколько элементов 3 профиля крыла, которые при вращении могут создавать в соответствии с эффектом Бернулли зону пониженного давления и в газообразной среде, как, например, в воздухе, можно перемещать, уплотнять или всасывать и все газообразные среды, а также смешанные с сыпучими материалами газообразные среды.

В концевой зоне элемента 3 профиля крыла предусмотрены проходные отверстия 5 во внутреннюю полость 6 или во впускную камеру 12 насоса 1, в которой находится перекачиваемая среда, как, например, вода. Вид сверху аксиального исполнения насоса 1 изображен, в частности, на фиг. 3. На фиг. 3 видно, что ротор 2 в аксиальном направлении выполнен в форме пластины. Эти пластины из-за элементов 3 профиля крыла вырезаны из плоского листового металла преимущественно с помощью лазера или выштампованы. При этом ротор 2 состоит в основном из пластинчатых дисков 13 и системы пластинчатых элементов 14, образующих крыльчатку 20.

Изображенные детальнее на фиг. 4 пластинчатые диски 13 и на фиг. 5 пластинчатые элементы 14 в виде аксиального блока пластин образуют крыльчатку с тангенциальными боковыми поверхностями 4. Изображенный на фиг. 3 ротор 1 состоит из трех блоков пластинчатых элементов 14, к внешним боковым поверхностях которых прикреплено по пластинчатому диску 13. При этом пластинчатый диск 13 состоит преимущественно из плоской стальной пластины, которая для работы в содержащих воду жидких средах имеет антикоррозионную защиту или изготовлена из нержавеющей специальной стали. Пластинчатый диск 13, а также пластинчатые элементы 14 изготовлены обычно из одинакового материала, который в зависимости от применяемой среды может состоять из других металлов, твердых пластмасс, композиционных материалов с искусственными волокнами или керамикой. Каждый пластинчатый диск 13 имеет круглое отверстие 23 диаметром, например, 250 мм и наименьший внешний диаметр приблизительно 360 мм. При этом пластинчатый диск 13 имеет преимущественно девять одинаковых угловых зон, каждая по 40°, на внешней тангенциальной боковой поверхности 4 которых установлено по одному выпуклому возвышению 19, которое в противоположном вращению 18 направлении полого с понижением переходит в выходную зону 24 и образует элемент 3 профиля крыла. Выпуклое возвышение 19 имеет по отношению к концу понижающейся части профиля преимущественно возвышение 19 примерно 45 мм и радиус примерно 20 мм. Выходная понижающаяся в противоположном вращению 18 направлении зона 24 профиля имеет вогнутое закругление с радиусом 167 мм и простирается на расстояние примерно 70 мм. Выпуклое возвышение 19 с понижающейся вогнутой выходной зоной 24 образует тем самым на боковой поверхности 4 профиль крыла самолетов. Элемент 3 профиля крыла заканчивается при этом несколько возвышающимся острием 25, которое действует как спойлер и в значительной степени ослабляет завихрения у отрывной кромки.

После ослабляющего завихрения острия 25 в противоположном вращению 18 направлении следует тангенциальная плоская поверхность, у которой минимальное удаление от оси вращения 26 и которая на расстоянии примерно 5 мм проходит касательно к этой оси. Эта плоская поверхность ограничивает проходные отверстия 5 в аксиальном направлении и заканчивает каждый отдельный элемент 3 профиля крыла на тангенциальной внешней боковой поверхности 4 ротора 2. При этом каждый пластинчатый диск 13 образуется предпочтительно одинаковыми элементами 3 профиля крыла, расположенными в одинаковых угловых зонах и на одинаковом расстоянии от оси 26 вращения.

Между двумя внешними пластинчатыми дисками 13 установлены для исполнения изображенного ротора 2 насоса три слоя пластин, каждый из девяти пластинчатых элементов 14, которые на своих внешних радиальных кромках имеют такой же элемент 3 профиля поверхности, как и пластинчатые дис

- 3 012818 ки 13. Для исполнения крыльчатки 20 ротора 2 отдельные пластинчатые элементы 14 соединяются конгруэнтно в одну линию с элементом 3 профиля крыла пластинчатым диском 13 или другими блоками пластин и образуют в результате этого аксиальную крыльчатку или часть крыльчатки, которая на своей внешней тангенциальной боковой поверхности 4 образует однородный аксиально ориентированный элемент 3 профиля крыла. Пластинчатые же элементы 14 при этом установлены тангенциально на удалении друг от друга и все соединены с пластинчатыми дисками 13, причем промежуток между пластинчатыми элементами образует проходное отверстие 5, через которое предусмотренная среда под действием пониженного давления в результате эффекта Бернулли высасывается из расположенной внутри цилиндрической полости 6 наружу вдоль понижающегося элемента 3 профиля крыла.

Для обтекаемого исполнения этих проходных отверстий 5 предусмотрены отдельные пластинчатые элементы 14 с выпуклым изгибом 15 в их задней зоне и с вогнутым изгибом 16 в их передней зоне, дающие потоку возможность протекать в основном без завихрений. При этом выпуклый изгиб 15 переходит на внутреннем ребре также в вогнутый изгиб, который соответствует радиусу отверстия 23 пластинчатого диска 13, например 125 мм. Таким образом, ротор 2 образует внутри аксиально проходящую цилиндрическую полость 6 в качестве впускной камеры 12.

Для крепления крыльчатки 20 с приводным валом 9 предпочтительно предусмотрены не показанные звездообразные соединительные элементы, которые с жестким кручением соединены с приводным валом 9 и преимущественно по меньшей мере с одним из пластинчатых дисков 13. В другом варианте осуществления изобретения элемент 3 профиля крыла может устанавливаться также на внутренней тангенциальной боковой поверхности, причем ротор 2 в этом случае снаружи имеет круговую боковую поверхность 4, в результате чего направление потока меняется на обратное и образуется выпускная камера 21 в полости 6 крыльчатки 20 или ротора 2.

Для работы насоса 1 ротор 2 приводится во вращение с заданными числом оборотов и направлением 18 вращения, так что на внешней боковой поверхности 4 в направлении 18 вращения за выпуклым возвышением 19 создается согласно эффекту Бернулли пониженное давление или перепад давления относительно окружающей газообразной или жидкой среды, а в результате среда засасывается из внутренней полости 6 с более высоким давлением наружу. При этом перепад давления зависит в основном от числа оборотов или окружной скорости крыльчатки 20. Перепад давления увеличивается примерно линейно до тех пор, пока вихреобразование у кромки отрыва или у других завихряющих элементов не станет таким высоким, что приведет к существенному противодавлению. Этому, однако, можно противодействовать предпочтительным исполнением, в частности, кромки отрыва и созданием круговых впускных 12 и выпускных 21 камер, при этом линейное увеличение давления происходит при скорости вращения по меньшей мере 10000 об/мин.

Более высокий перепад давления позволяет также одновременно увеличить количество протекающего вещества за единицу времени, которое, однако, ограничивается площадью поперечного сечения проходных отверстий 5. Конечно, количество протекающего вещества или объем протекающего вещества могут быть увеличены и простым путем в результате увеличения внешней поверхности элемента 3 профиля крыла. В принципе перепад давления можно создать уже только за счет элемента 3 профиля крыла на периферии ротора 2 или крыльчатки 20. Для увеличения количества протекающего вещества и для улучшения условий протекания потока, конечно, предпочтительно устанавливать по кругу девять элементов 3 профилей крыла на тангенциальной внешней боковой поверхности 4 ротора, причем, однако, можно устанавливать как меньшее, так и большее количество элементов профилей. Ротор 2 такого рода по меньшей мере с одним элементом 3 профиля крыла не должен быть цилиндрическим, а может иметь также круговую или конусообразную внешнюю боковую поверхность 4, на основе которых также можно создать перепад давления. При этом ротор такого рода не нуждается также в замкнутых впускных камерах 12 и выпускных камерах 21, так как уже за счет вращения внутри газообразной или жидкой среды без части корпуса создается перепад давления, который реализуется лишь посредством отводного или подводного трубопровода, который должен быть подключен лишь к впускной камере 12 или выпускной камере 21. При этом конструкцию лопастной машины определяет в основном возможность использования процесса выравнивания давления. Например, лопастная машина с замкнутой и соединенной с трубопроводом впускной камерой может быть исполнена в виде всасывающей машины и для газообразных сред, иначе в виде пылесоса. Напротив, ротор 2 с изолированной выпускной камерой 21 предпочтителен в качестве компрессора или вентилятора для газообразной среды или в качестве насоса для транспортировки или для выравнивания давления жидких сред. Ротор 2 такого рода может применяться также и для создания вращательного движения при имеющемся перепаде давления окружающей среды, а также для выработки энергии при имеющихся перепадах давления воды или воздуха.

В изображенном на фиг. 6 особом варианте осуществления изобретения несколько крыльчаток 20 установлены аксиально друг около друга и отделены друг от друга отдельными выпускными камерами 21. При этом четыре изображенных крыльчатки 20 установлены на общем приводном валу 9, который установлен на двух подшипниках 8 в статоре и корпусной части. Все крыльчатки 20 окружены многосекционным корпусом 7, имеющим три перегородки 22, а в результате этого образует четыре выпускных камеры 21, в каждой из которых установлены с возможностью вращения по одной одинаковой крыльчатке 20.

- 4 012818

Каждая крыльчатка при этом имеет такую же конструкцию, как у описанной со ссылками на фиг. 15 крыльчатки 20, и состоит в основном из девяти расположенных на внешней боковой поверхности 4 элементов 3 профилей крыла, между которыми предусмотрены проходные отверстия 5 во внутреннюю полость 6. У первой крыльчатки 20 предусмотрено первое впускное отверстие 10 во внешнюю зону корпуса 7 в виде круглого выреза, который обеспечивает соединение с полостью 6 первой крыльчатки 20 в качестве впускной камеры 12. К этому первому впускному отверстию 10 подводится предусмотренная газообразная или жидкая среда, чтобы она попадала в исполненную в виде полости 6 первую впускную камеру 12 первой крыльчатки 20. Если ротор 2 вращается с заранее заданным числом оборотов, у элемента 3 профиля крыла в зоне проходного отверстия 5 создается перепад давления, в результате чего среда высасывается наружу в окружающую крыльчатку 20 первую выпускную камеру 21. Следствием этого является повышенное давление в этой выпускной камере 21, действие которого проявляется через второе впускное отверстие 27 в полости или впускной камере второй крыльчатки 28. С помощью этой второй вращающейся крыльчатки 28 снова создается перепад давления, поэтому среда с повышенным давлением попадает во вторую выпускную камеру 29. Поскольку и во второй выпускной камере 29 предусмотрено впускное отверстие к третьей крыльчатке, в каждой из последующих двух выпускных камер обеспечивается одинаковое по величине возрастание давления, так что четырехступенчатый насос такого рода обеспечивает в четыре раза большее увеличение давления по сравнению с одноступенчатым насосом 1 только лишь с одной крыльчаткой 20. Многоступенчатый насос такого рода в качестве лопастной машины может быть исполнен с большим числом ступеней повышения давления, поэтому таким путем в зависимости от предусмотренного количества оборотов можно обеспечить практически любое повышение давления.

Многоступенчатый насос такого рода в качестве лопастной машины может быть также исполнен с радиальными ступенями. Для этого несколько крыльчаток 20 с разными внешними диаметрами устанавливают коаксиально друг в друга и приводят во вращение общим приводным валом 9. С помощью коаксиально исполненной лопастной машины такого рода можно не только создавать очень высокое давление, но и благодаря большой эффективной поверхности элементов профиля крыла осуществлять транспортировку с большими объемами пропуска вещества за единицу времени.

На фиг. 9 отображен другой особый вариант осуществления изобретения, представляющий приводную турбину предпочтительно для жидкой среды. Для этого предусмотрен одноступенчатый цилиндрический ротор 2 с расположенными на его внешней боковой поверхности элементами 3 профиля несущих поверхностей и проходными отверстиями 5 в его полость, которая находится корпусе 7 цилиндрической формы. Корпус 7 имеет на одном своем осевом конце впускное отверстие 10 и на другом своем осевом конце выпускное отверстие 11, выполненное в виде бутылочного горлышка. Находящийся в корпусе 7 ротор 2 приводится во вращение валом 9, проходящим через его впускное отверстие 10, через которое подводится также преимущественно жидкая среда, как, например, вода. В результате вращения вода засасывается в окружающую корпус выпускную камеру 21, поэтому в ней создается высокое давление, которое через обтекаемое узкое выпускное отверстие 11 в форме бутылочного горлышка сбрасывается в окружающую среду. В зависимости от числа оборотов привода и площади поперечного сечения выпускного отверстия 11 вода вытекает с определенной скоростью истечения в окружающую стоячую воду, в результате чего возникает аналогичная турбинной сила отдачи. С помощью ее могут приводиться в движение преимущественно водные транспортные средства или подаваться под большим давлением в любом направлении жидкости в такие же или другие среды.

Claims (20)

1. Ротор лопастной машины, вращающийся в газообразной или жидкой среде и имеющий по меньшей мере на одной из своих боковых поверхностей (4) элемент (3) профиля по меньшей мере с одним выпуклым возвышением (9) для создания перепада давления, отличающийся тем, что указанное выпуклое возвышение (9) выполнено в виде элемента (3) профиля крыла, а указанный ротор (2) имеет внутри аксиальную полость (6) и соединен по меньшей мере с одной камерой (12, 21) для подвода или отвода указанной среды, причем между полостью (6) и внешней боковой поверхностью (4) ротора в зоне элемента (3) профиля крыла предусмотрено по меньшей мере одно проходное отверстие (5).

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну крыльчатку (20) и соединенный с ней с возможностью жесткого кручения вал (9), который закреплен с возможностью вращения в статоре (7).

3. Ротор по п.1 или 2, отличающийся тем, что крыльчатка (20) выполнена, по существу, в форме цилиндра и имеет внутри полость (6) цилиндрической формы, причем элемент (3) профиля крыла установлен или на внешней боковой поверхности (4), или на внутренней боковой поверхности.

4. Ротор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на одной из боковых поверхностей (4) крыльчатки (20) аксиально и тангенциально установлен по меньшей мере один элемент (3) профиля крыла, причем указанный элемент (3) профиля крыла имеет по меньшей мере одно радиальное выпуклое возвышение (19), которое в противоположном вращению направлении (18) переходит вытянутую пони

- 5 012818 жающуюся выходную зону (24), удаление которой от оси (26) вращения при внешней боковой поверхности (4) уменьшается, а при внутренней боковой поверхности увеличивается, и на конечной зоне или в конечной зоне которого находится по меньшей мере одно проходное отверстие (5) во внутреннюю полость (6).

5. Ротор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что крыльчатка (20) изготовлена из металла, пластмассы, включающего стекловолокно композиционного материла или керамики.

6. Ротор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что крыльчатка (20) выполнена пластинчатой и состоит по меньшей мере из одного пластинчатого диска (13) по меньшей мере с одним элементом (3) профиля крыла и устройства по меньшей мере одного пластинчатого элемента (14) с элементом (3) профиля крыла, соединенных друг с другом аксиально соосно, причем пластинчатые элементы (14) тангенциально настолько удалены друг от друга, что благодаря этому образуется по меньшей мере одно проходное отверстие (5).

7. Ротор по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что выпуклое возвышение (19), представляющее собой поверхность части круга, описанного с заданным радиусом, переходящую в противоположном вращению ротора направлении (18) в понижающуюся выходную зону (24), проходящую прямолинейно, несколько выпукло или несколько вогнуто и в ее зоне или на ее конце расположено проходное отверстие (5).

8. Ротор по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что понижающаяся выходная зона (24) выполнена несколько вогнутой и на ее конце имеется в виде разрывной кромки радиально наружу направленное острие (25) в виде спойлера.

9. Ротор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что крыльчатка (29) исполнена аксиально многоступенчатой, причем в направлении оси вращения (26) установлены друг за другом несколько отстоящих друг от друга частей (20, 28) крыльчатки, каждая из которых действует как отдельная крыльчатка (20, 28), причем эти части все же соединены друг с другом или с валом (9) с крутильной жесткостью.

10. Ротор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что крыльчатка (20) выполнена радиально многоступенчатой, причем несколько крыльчаток (20) различного диаметра установлены коаксиально друг в друга и симметрично по отношению к оси (26) вращения и соединены друг с другом и/или валом (9) с крутильной жесткостью.

11. Лопастная машина с ротором по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что имеет в качестве статора, в котором установлен ротор, корпус (7), который вместе или с внешней боковой поверхностью (4) и/или с внутренней поверхностью ротора (2) образует по меньшей мере одну камеру (12, 21), имеющую при вращении другое по сравнению с окружающей газообразной или жидкой средой давление.

12. Лопастная машина по п.11, отличающаяся тем, что корпус (7) в качестве камеры (12, 21), в которой среда подводится, образует впускную камеру (12), а в качестве камеры, в которой среда выводится, образует выпускную камеру (21).

13. Лопастная машина по п.11 или 12, отличающаяся тем, что она включает в себя по меньшей мере один ротор (2), внешняя боковая поверхность (4) которого окружена частью (7) корпуса, и тем, что этой частью корпуса образует у ротора (2) впускную камеру (12) или выпускную камеру (21) и имеет по меньшей мере одно впускное отверстие (10) и/или выпускное отверстие (11).

14. Лопастная машина по п.11 или 12, отличающаяся тем, что она включает в себя по меньшей мере один ротор (2), внутренняя полость (6) которого закрыта по меньшей мере одной частью корпуса (7) и образует полостью (6) впускную камеру (12) или выпускную камеру (21), а также имеет по меньшей мере одно впускное отверстие (10) и/или выпускное отверстие (11).

15. Лопастная машина по любому из пп.11-14, отличающаяся тем, что она включает в себя по меньшей мере одну впускную камеру (12) и одну выпускную камеру (21), причем каждая из камер (12, 21) имеет впускное отверстие (10) или выпускное отверстие (11).

16. Лопастная машина по любому из предшествующих пп.11-15, отличающаяся тем, что она включает в себя по меньшей мере один ротор (2) с аксиально многоступенчатой крыльчаткой (20, 28), и тем, что внешние боковые поверхности (4) крыльчатки окружены каждая отдельной частью (7, 22) корпуса, которая соответственно имеет впускное отверстие (27) в последующую ступень с другой частью (28) крыльчатки или же впускное отверстие (10) или выпускное отверстие (11).

17. Лопастная машина по любому из пп.11-15, отличающаяся тем, что она включает в себя по меньшей мере один ротор (2) с радиально многоступенчатой крыльчаткой, которая окружена общей частью (7) корпуса и/или ее полости (6) закрыты по меньшей мере одной частью (7) корпуса, причем по меньшей мере одна часть (7) корпуса имеет впускное отверстие (10) или выпускное отверстие (11).

18. Лопастная машина по любому из пп.11-17, отличающаяся тем, что она выполнена в виде приводной турбины и имеет по меньшей мере один ротор (2) с крыльчаткой (20), окруженный частью (7) корпуса цилиндрической формы, окружает указанный ротор (2) и включает в себя аксиальное впускное отверстие (10) для подвода газообразной или жидкой среды и для введения вала (9) и на противоположном аксиальном конце имеет выпускное отверстие (11) в форме горлышка бутылки.

19. Лопастная машина по любому из пп.11-17, отличающаяся тем, что она выполнена в виде насоса, компрессора, уплотнителя, турбины, турбомашины или нейтрализатора давления.

- 6 012818

20. Лопастная машина по любому из пп.11-17, отличающаяся тем, что она выполнена для создания вращательного движения с помощью газообразной или жидкой среды и включает в себя по меньшей мере одну впускную камеру (12) для придающей направление подвода находящейся под давлением газообразной или жидкой среды, которая исполнена так, что поток направлен на выпуклое возвышение (19) установленного с возможностью вращения ротора (2).