RU148863U1

RU148863U1 - REACTIVE TURBINE

Info

Publication number: RU148863U1
Application number: RU2014107017/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Евгеньевич Овчаров
Original assignee: Александр Евгеньевич Овчаров
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2014-12-20

Abstract

Реактивная турбина, характеризующаяся наличием корпуса, направляющих сопел, ротора, состоящего из вала, на котором жестко установлены не менее двух дисков, центральной втулки и рабочих лопаток, установленных между дисками, обеспечивая при этом наличие пространства между дисками, центральной втулкой и внутренними кромками рабочих лопаток, причем сопла направлены в это пространство.A jet turbine characterized by the presence of a housing, guide nozzles, a rotor, consisting of a shaft on which at least two disks are rigidly mounted, a central hub and rotor blades installed between the blades, while ensuring the presence of space between the discs, the central hub and the inner edges of the blades and the nozzles are directed into this space.

Description

Полезная модель относится к энергетическому и транспортному машиностроению.The utility model relates to energy and transport engineering.

Известна реактивная турбина марки ТКР1207 для турбонаддува дизельного двигателя, выпускаемая Производственным объединением «Минский моторный завод», состоящая из корпуса, вала на подшипниках и жестко связанного с валом турбинного и насосного колеса. Недостатками этой турбины являются потери энергии при закручивании газовой струи по спирали от периферии к центру и закручивании потока по кругу в центре корпуса турбины, потери энергии от утечек потока из межлопаточных каналов для прохода газа в зазор между рабочим колесом и ограничивающей стенкой корпуса турбины.Known jet turbine brand TKR1207 for turbocharging a diesel engine manufactured by the Production Association "Minsk Motor Plant", consisting of a housing, a shaft on bearings and a turbine and pump wheel rigidly connected to the shaft. The disadvantages of this turbine are energy losses when twisting the gas stream in a spiral from the periphery to the center and spinning the flow in a circle in the center of the turbine housing, energy losses from leakage from the flow from the interscapular channels for gas to pass into the gap between the impeller and the limiting wall of the turbine housing.

Известна также реактивная турбина (патент РФ №2034160, опубл. 30.04.1995, МПК F01D 1/32), содержащая рабочее колесо с каналами, имеющими входной и выходной участки и сопловой аппарат. Каналы выполнены в виде цилиндрических отверстий с осями, параллельными оси рабочего колеса и с входными участками, расположенными тангенциально поверхности канала и рабочему колесу, причем выходные участки каналов также тангенциальны рабочему колесу. Эта турбина имеет следующие недостатки: потери энергии происходят при движении рабочего тела по цилиндрическим каналам, не совершая при этом полезной работы и потери энергии при многократном перенаправлении потоков рабочего тела.A jet turbine is also known (RF patent No. 2034160, publ. 30.04.1995, IPC F01D 1/32), containing an impeller with channels having inlet and outlet sections and a nozzle apparatus. The channels are made in the form of cylindrical holes with axes parallel to the axis of the impeller and with inlet sections located tangentially to the surface of the channel and the impeller, and the outlet sections of the channels are also tangential to the impeller. This turbine has the following disadvantages: energy losses occur during the movement of the working fluid through cylindrical channels, without performing useful work and energy loss during repeated redirection of the working fluid flows.

Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, - создание энергетически эффективной реактивной роторной турбины.The problem solved by the claimed utility model is the creation of an energy-efficient jet rotary turbine.

Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении энергетической эффективности реактивной роторной турбины за счет повышения степени энергоперепада рабочего тела.The technical result from the use of a utility model is to increase the energy efficiency of a jet rotary turbine by increasing the degree of energy loss of the working fluid.

Указанный технический результат достигается тем, что реактивная турбина состоит из корпуса, направляющих сопел и ротора. Ротор состоит из вала на подшипниках, на котором жестко установлены не менее двух дисков, центральной втулки, закрепленной между ними и рабочих лопаток. Лопатки установлены между дисками и обеспечивают при этом наличие пространства между дисками, центральной втулкой и внутренними кромками рабочих лопаток. Направляющие сопла, установлены на окружной стороне корпуса и направлены в пространство между дисками, центральной втулкой и внутренними кромками рабочих лопаток.The specified technical result is achieved in that the jet turbine consists of a casing, guide nozzles and a rotor. The rotor consists of a shaft with bearings, on which at least two disks are rigidly mounted, a central bushing fixed between them and rotor blades. The blades are installed between the disks and at the same time provide the space between the disks, the central sleeve and the inner edges of the working blades. The guide nozzles are mounted on the circumferential side of the casing and are directed into the space between the disks, the central hub and the inner edges of the blades.

На фигуре чертежа представлена кинематическая схема реактивной роторной турбины.The figure of the drawing shows a kinematic diagram of a jet rotary turbine.

Реактивная турбина содержит корпус 1, ротор 2, состоящий из вала 3, на котором жестко закреплены два диска 4, центральной втулки 5, зажатой между дисками 4, и прикрепленных к дискам 4 рабочих лопаток 6, установленных между дисками 4 так, чтобы обеспечить пространство АА между центральной втулкой 5 и внутренними кромками лопаток 6. Турбина содержит сопло 7, направленное во внутрь ротора 2, а именно в пространство АА между дисками 4, центральной втулкой 5 и внутренними кромками рабочих лопаток 6, а также содержит выпускной патрубок 8.The jet turbine contains a housing 1, a rotor 2, consisting of a shaft 3, on which two disks 4 are fixed, a central sleeve 5 clamped between the disks 4, and working blades 6 attached to the disks 4, installed between the disks 4 so as to provide AA space between the central sleeve 5 and the inner edges of the blades 6. The turbine contains a nozzle 7 directed into the inside of the rotor 2, namely, into the space AA between the disks 4, the central sleeve 5 and the inner edges of the blades 6, and also contains an exhaust pipe 8.

Реактивная роторная турбина работает следующим образом. Реактивная струя рабочего тела из генератора потока направляется через сопло 7 в ротор 2. Часть струи из сопла 7 проходит прямо между рабочих лопаток 6 (на чертеже указано нижними стрелками), опираясь на внутренние стенки дисков 4, на центральную втулку 5 и на кромки рабочих лопаток 6, попадая на рабочую поверхность лопаток с внутренней стороны ротора 2 и совершая при этом полезную работу. Полезную работу совершает также другая часть реактивной струи, выходящая из сопла 7, попадая на рабочие лопатки на входе в ротор 2 турбины (на чертеже указано верхними стрелками). Пройдя через лопатки 6 на входе в ротор 2, струя изменяет направление и оказывается под острым углом к струе, движущейся между лопатками 6 прямо. При этом происходит смешивание потоков рабочего тела, возникает турбуленция внутри соединяющихся потоков, что является дополнительным стимулятором расширения рабочего тела и эффективности реактивной роторной турбины. Далее струя, консолидируясь в общий поток, попадает на рабочие лопатки 6 ротора 2 с внутренней его стороны, тем самым рабочее тело в одном роторе турбины срабатывается условно дважды. На самом деле движение потоков внутри ротора гораздо более сложное, потому что он вращается и каждому углу поворота ротора соответствуют свои потоки, своя динамика, но она не выходит за рамки описанных представлений о работе реактивной роторной турбины в статике.Jet rotary turbine operates as follows. The jet of the working fluid from the flow generator is directed through the nozzle 7 into the rotor 2. Part of the jet from the nozzle 7 passes directly between the working blades 6 (indicated by the lower arrows in the drawing), relying on the inner walls of the disks 4, on the central sleeve 5 and on the edges of the working blades 6, falling on the working surface of the blades from the inner side of the rotor 2 and doing useful work. Useful work is also performed by another part of the jet stream leaving the nozzle 7, falling onto the working blades at the entrance to the turbine rotor 2 (indicated by upper arrows in the drawing). Having passed through the blades 6 at the entrance to the rotor 2, the jet changes direction and is at an acute angle to the jet moving directly between the blades 6. In this case, mixing of the flows of the working fluid occurs, turbulence occurs inside the connecting flows, which is an additional stimulator of the expansion of the working fluid and the efficiency of the jet rotary turbine. Further, the jet, consolidating into a common flow, enters the working blades 6 of the rotor 2 from its inner side, thereby the working fluid in the same rotor of the turbine is conditionally actuated twice. In fact, the movement of flows inside the rotor is much more complex, because it rotates and its own flows correspond to each angle of rotation of the rotor, its own dynamics, but it does not go beyond the framework of the described ideas about the operation of a jet rotary turbine in statics.

Заявляемая реактивная турбина позволяет:The inventive jet turbine allows you to:

- повысить степень срабатывания энергоперепада за счет двойного срабатывания рабочего тела в одном роторе турбины и тем самым сократить потери энергии с выходной скоростью;- increase the degree of actuation of the energy difference due to the double actuation of the working fluid in one rotor of the turbine and thereby reduce energy loss at the output speed;

- сократить внутренние потери в турбине за счет срабатывания рабочего тела внутри ротора;- reduce internal losses in the turbine due to the operation of the working fluid inside the rotor;

- получить высокоэффективный образец реактивной роторной турбины.- to obtain a highly efficient sample of a jet rotary turbine.

Заявляемая реактивная турбина проста, технологична, менее материалоемка и более компактна, при наличии компрессора и камеры сгорания может использоваться как газотурбинный двигатель, может эффективно применяться как гидро-, паро- и ветротурбина, а также как гидро- и пневмопривод.The inventive jet turbine is simple, technologically advanced, less material-intensive and more compact, with a compressor and a combustion chamber it can be used as a gas turbine engine, can be effectively used as a hydro-, steam- and wind turbine, as well as a hydraulic and pneumatic drive.

Claims

A jet turbine characterized by the presence of a housing, guide nozzles, a rotor consisting of a shaft on which at least two disks are rigidly mounted, a central hub and rotor blades installed between the blades, while ensuring the presence of space between the discs, the central hub and the inner edges of the blades and the nozzles are directed into this space.