RU109237U1

RU109237U1 - TURBOCHARGER

Info

Publication number: RU109237U1
Application number: RU2011117616/06U
Authority: RU
Inventors: Борис Андреевич Шахов
Original assignee: Борис Андреевич Шахов
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2011-10-10

Abstract

Турбонагнетатель, содержащий соосно установленные в канале корпуса с возможностью вращения диски компрессора, снабженные нагнетательными лопатками, установленными с углом атаки, отличающийся тем, что диски компрессора связаны с установленным в корпусе электродвигателем, состоящим из одного цилиндра статора и двух цилиндров роторов, установленных соосно на одном валу, при этом один из цилиндров роторов меньшего сечения размещен внутри цилиндра статора, второй цилиндр ротора установлен снаружи концентрически и эквидистантно последним с возможностью вращения цилиндров роторов и статора в противоположном направлении, электромагниты роторов и статора вмонтированы в цилиндры, диски компрессора установлены независимо друг от друга на двух валах, один из дисков соединен с роторами, второй диск меньшего сечения соединен через вал со статором, нагнетательные лопатки дисков компрессора имеют симметричный и противоположный угол атаки. A turbocharger comprising compressor disks coaxially mounted in the channel of the housing rotatably provided with discharge vanes mounted with an angle of attack, characterized in that the compressor disks are connected to an electric motor installed in the housing, consisting of one stator cylinder and two rotor cylinders mounted coaxially on one shaft, while one of the cylinders of the rotors of a smaller cross-section is located inside the stator cylinder, the second rotor cylinder is mounted outside concentrically and equidistantly last with the possibility of rotation of the cylinders of the rotors and the stator in the opposite direction, the electromagnets of the rotors and the stator are mounted in the cylinders, the compressor disks are mounted independently on two shafts, one of the disks is connected to the rotors, the second disk of a smaller cross section is connected through the shaft to the stator, discharge vanes of the disks Compressors have a symmetrical and opposite angle of attack.

Description

Полезная модель относится к отрасли насосостроения и может быть использована как насос или нагнетатель воздуха (газовой среды).The utility model relates to the pump industry and can be used as a pump or supercharger of air (gas medium).

Известен газотурбинный двигатель (ГТД), содержащий соосно установленные с возможностью вращения диски компрессора (нагнетателя), и турбины, снабженные лопатками, установленными с углом атаки (см. Политехнический словарь. - М. 1976, стр.101).Known gas turbine engine (GTE), containing coaxially mounted rotatably disks of the compressor (supercharger), and turbines equipped with blades mounted with an angle of attack (see Polytechnical Dictionary. - M. 1976, p. 101).

Недостатком такого технического решения является ограниченная эффективность работы, обусловленная ограничениями конструкции ГТД как теплового двигателя по к.п.д., скорости вращения и вращающему моменту.The disadvantage of this technical solution is the limited operational efficiency due to the limitations of the design of a gas turbine engine as a heat engine in terms of efficiency, rotation speed and torque.

Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эффективности работы.The task solved by the utility model is to increase work efficiency.

Поставленная задача достигается тем, что турбонагнетатель, содержащий соосно установленные, в канале корпуса с возможностью вращения диски компрессора, снабженные нагнетательными лопатками, установленными с углом атаки, отличается тем, что диски компрессора связаны с установленным в корпусе электродвигателем, состоящим из одного цилиндра статора и двух цилиндров роторов, установленных соосно на одном валу, при этом один из цилиндров роторов меньшего сечения размещен внутри цилиндра статора, второй цилиндр ротора установлен снаружи концентрически и эквидистантно последним с возможностью вращения цилиндров роторов и статора в противоположном направлении, электромагниты роторов и статора вмонтированы в тонкостенные цилиндры, диски компрессора установлены независимо друг от друга на двух валах, один из дисков соединен с роторами, второй диск меньшего сечения соединен через вал со статором, нагнетательные лопатки дисков компрессора имеют симметричный и противоположный угол атаки.This object is achieved in that the turbocharger, which is coaxially mounted, in the channel of the housing rotatably compressor disks equipped with discharge vanes installed with an angle of attack, characterized in that the compressor disks are connected to an electric motor installed in the housing, consisting of one stator cylinder and two rotor cylinders mounted coaxially on one shaft, wherein one of the smaller cross-section rotor cylinders is located inside the stator cylinder, the second rotor cylinder is installed outside to the latter is centered and equidistant with the possibility of rotation of the cylinders of the rotors and stator in the opposite direction, the electromagnets of the rotors and stator are mounted in thin-walled cylinders, the compressor disks are mounted independently from each other on two shafts, one of the disks is connected to the rotors, the second disk of a smaller cross section is connected through the shaft to the stator, the discharge vanes of the compressor disks have a symmetrical and opposite angle of attack.

Установка роторов и статора с возможностью вращения в противоположном направлении за счет эффекта сложения угловых скоростей встречного вращения позволяет электрическим обмоткам ротора пересекать магнитное поле статора с большей частотой, что повышает крутящий момент и эффективность работы турбонагнетателя.The installation of rotors and a stator with the possibility of rotation in the opposite direction due to the effect of adding the angular velocities of the opposite rotation allows the electric windings of the rotor to cross the stator magnetic field with a higher frequency, which increases the torque and efficiency of the turbocharger.

Выполнение статора и ротора в виде тонкостенных пустотелых взаимосопрягающихся цилиндров, причем цилиндр ротора, расположен в цилиндре статора концентрически и эквидистантно последнему, размещение электромагнитов на образующих статоров и роторов, которые установлены с возможностью противоположного друг другу вращения, создает взаимопритягивающие электромагнитные поля, которые создают силовые векторы, усиливающие скорость противоположного вращения ротора и статора. Кинетическая энергия массы ротора и статора при этом поддерживает устойчивое равномерное вращение и повышает крутящий момент турбонагнетателя.The design of the stator and rotor in the form of thin-walled hollow interlocking cylinders, the rotor cylinder located in the stator cylinder concentrically and equidistant to the latter, the placement of electromagnets on the forming stators and rotors, which are installed with the possibility of rotation opposite to each other, creates mutually attractive electromagnetic fields that create force vectors reinforcing the speed of the opposite rotation of the rotor and stator. The kinetic energy of the mass of the rotor and stator at the same time maintains stable uniform rotation and increases the torque of the turbocharger.

Кроме того, возрастает плечо вращающего момента каждого последующего статора и ротора от центра вращения и, соответственно, суммарного крутящего момента турбины, облегчается запуск и поддержание равномерного вращения меньшим потреблением электроэнергии.In addition, the shoulder of the torque of each subsequent stator and rotor increases from the center of rotation and, accordingly, the total torque of the turbine, it is easier to start and maintain uniform rotation with less power consumption.

Указанные преимущества заявляемого турбонагнетателя усиливают друг друга, что позволяет квалифицировать предложенное техническое решение, как решение дающее сверхсуммарный эффект.The indicated advantages of the inventive turbocharger reinforce each other, which allows us to qualify the proposed technical solution as a solution giving a super-total effect.

Полезная модель поясняется чертежом: где показана схема турбонагнетателя, продольный разрез.A utility model is illustrated by a drawing: where a diagram of a turbocharger is shown, a longitudinal section.

Нагнетатель воздуха содержит корпус 1, диски 2 компрессора, снабженные нагнетательными лопатками 3, установленными соосно в канале корпуса с углом атаки и связанными с установленным в корпусе электродвигателем 4, состоящим из одного цилиндра статора 5 и двух цилиндров роторов 6, 7, установленных соосно на одном валу 8, при этом один из цилиндров роторов 6 меньшего сечения размещен внутри цилиндра статора 5, второй цилиндр ротора 7 установлен снаружи концентрически и эквидистантно последним с возможностью вращения цилиндров статора 5 и роторов 6, 7 в противоположном направлении, электромагниты 8 роторов 6, 7 и статора 5 вмонтированы в тонкостенные цилиндры, диски 2 компрессора установлены независимо друг от друга на двух валах 9, 10, один из дисков 2 соединен с роторами 6, 7, второй диск 2 меньшего сечения соединен через вал со статором 5, нагнетательные лопатки 3 дисков 2 компрессора имеют симметричный и противоположный угол атаки. Подключение электромагнитов может быть последовательным, при этом электромагниты роторов расположены под разным углом относительно направления вращения, что увеличивает частоту пересечений линий магнитного поля.The air blower comprises a housing 1, compressor disks 2, equipped with discharge vanes 3 mounted coaxially in the channel of the housing with an angle of attack and connected to an electric motor 4 installed in the housing, consisting of one stator cylinder 5 and two rotor cylinders 6, 7 mounted coaxially on one the shaft 8, while one of the cylinders of the rotors 6 of a smaller cross section is placed inside the cylinder of the stator 5, the second cylinder of the rotor 7 is mounted externally concentrically and equidistantly with the latter with the possibility of rotation of the cylinders of the stator 5 and rotors 6, 7 in the opposite direction, the electromagnets 8 of the rotors 6, 7 and the stator 5 are mounted in thin-walled cylinders, the compressor disks 2 are installed independently on two shafts 9, 10, one of the disks 2 is connected to the rotors 6, 7, the second disk 2 a smaller section is connected through the shaft to the stator 5, the injection vanes 3 of the compressor disks 2 have a symmetrical and opposite angle of attack. The connection of electromagnets can be sequential, while the electromagnets of the rotors are located at different angles relative to the direction of rotation, which increases the frequency of intersections of the lines of the magnetic field.

Нагнетатель работает следующим образомThe supercharger operates as follows

При подаче электроэнергии через токосъемное устройство на электромагниты 8 роторов 6, 7 и статора 5 формируются электромагнитные поля с разноименными полюсами на каждом электромагните. Возникающие электромагнитные силы притягивают электромагниты статора и роторов с разноименными полюсами. Диски 2 компрессора начинают раскручиваться, статор и роторы при этом вращаются в разные стороны, создавая эффект нарастания скорости потока, закручиваемого лопатками с противоположным вращением. Диски 1, 2 компрессора лопатками нагнетают воздух во внутренний канал турбины, где турбинный вал и обечайка, вращающиеся в разные стороны, своими лопатками на основе эффекта нарастания скорости потока, закручиваемого лопатками с симметричным и противоположным углом атаки, что совместно с геометрией профилированного канала, повышают компрессию воздуха и эффективность работы.When electricity is supplied through a current collector to the electromagnets 8 of the rotors 6, 7 and stator 5, electromagnetic fields are formed with opposite poles on each electromagnet. Emerging electromagnetic forces attract the electromagnets of the stator and rotors with opposite poles. The compressor disks 2 begin to spin, while the stator and rotors rotate in different directions, creating the effect of an increase in the speed of the flow twisted by the blades with opposite rotation. The compressor disks 1, 2 with blades pump air into the internal channel of the turbine, where the turbine shaft and the shell, rotating in different directions, with their blades on the basis of the effect of the increase in the flow rate, twisted by the blades with a symmetric and opposite angle of attack, which together with the geometry of the profiled channel increase air compression and work efficiency.

Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями производства турбин и электромашин.Industrial applicability is provided by modern technologies for the production of turbines and electric machines.

Claims

A turbocharger comprising compressor disks coaxially mounted in the channel of the housing rotatably provided with discharge vanes mounted with an angle of attack, characterized in that the compressor disks are connected to an electric motor installed in the housing, consisting of one stator cylinder and two rotor cylinders mounted coaxially on one shaft, while one of the cylinders of the rotors of a smaller cross-section is located inside the stator cylinder, the second rotor cylinder is mounted outside concentrically and equidistantly last with the possibility of rotation of the cylinders of the rotors and the stator in the opposite direction, the electromagnets of the rotors and the stator are mounted in the cylinders, the compressor disks are installed independently on two shafts, one of the disks is connected to the rotors, the second disk of a smaller cross section is connected through the shaft to the stator, discharge vanes Compressors have a symmetrical and opposite angle of attack.