RU2001101904A

RU2001101904A - Комбинированное статико-динамическое устройство для удаления газовой среды

Info

Publication number: RU2001101904A
Application number: RU2001101904/06A
Authority: RU
Inventors: Андре Амфу
Original assignee: Андре Амфу
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2003-03-10

Claims

1. Комбинированное статико-динамическое устройство (1) для удаления газовой среды, в частности отходящих или дымовых газов, содержащее, установленные соосно один над другим верхний элемент (2) и нижний элемент (3), жестко скрепленные между собой соединительными распорками (4), при этом нижний элемент имеет нижнее дно (5) и нижнюю крышку (6), через которые коаксиально проходит трубопровод (7) данного диаметра d, выходящий одним своим концом, со стороны нижней крышки (6), в пространство (8), заключенное между двумя элементами (2, 3); другой конец трубопровода (7) предназначен для крепления к каналу подвода газовых сред; указанные дно (5) и нижняя крышка (6) жестко скреплены друг с другом их общим большим основанием (9); верхний элемент (2) имеет верхнее дно (11) и верхнюю крышку (12); причем устройство содержит центробежную турбину, имеющую двигатель и по меньшей мере одну лопатку (24); в верхнем дне (11) имеется осевая полость (25), открытая в сторону пространства (8), в котором размещены лопатки (24), а двигатель имеет расположенные в осевой полости (25) статор (23) и ротор (26), снабженный по меньшей мере одной лопаткой (24), и не имеет ведущего вала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что осевая полость (25) имеет форму усеченного конуса, соосного с верхней крышкой (12), большее основание (28) которого находится со стороны пространства (8) и меньшее основание (29) которого закрыто.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что полость (25) частично выступает из верхнего дна (11) верхнего элемента (2) в сторону пространства (8).

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что большее основание (28) полости (25) расположено по существу в той же плоскости, что и верхнее дно (11) верхнего элемента (2), а полость (25) входит внутрь верхнего элемента (2), или меньшее основание (29) полости (25) расположено по существу в той же плоскости, что и верхнее дно (11) верхнего элемента (2), а полость (25) расположена снаружи от верхнего элемента (2).

5. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что полость (25) занимает промежуточное положение между положением внутри верхнего элемента (2), и положением снаружи от верхнего элемента (2).

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что лопатки (24) имеют нижнюю радиальную кромку (27), прилегающую к нижнему основанию (28) осевой полости (25).

7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что верхняя крышка (12) имеет конический колпак (30), соосным продолжением большего основания которого является первый усеченный конус (31) меньшего размера, меньшее основание которого является большим основанием колпака (30), а сам первый усеченный конус (31) имеет в качестве соосного продолжения второй усеченный конус (32) с меньшим основанием, которое является большим основанием первого усеченного конуса (31).

8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что верхнее дно (11) имеет соосный с верхней крышкой (12) первый усеченный конус (33) с меньшим основанием (17), расположенным со стороны пространства (8) и выполненным с возможностью установки на нем полости (25), предназначенной для размещения лопаток (24).

9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что верхняя крышка (12) снабжена периферийной кольцевой кромкой (14), направленной вниз от большего основания (13) и образующей продолжение поверхности верхней крышки (12).

10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что верхнее дно (11) и верхняя крышка (12) снабжены поперечными периферийными ободами (18, 19), находящимися напротив друг друга и образующими поперечную полосу для установки и закрепления конца распорок 4, расположенного со стороны верхнего элемента (2), на верхнем элементе (2), при этом кольцевая кромка (14) образует продолжение периферийного обода (19) верхней крышки (12) и закрывает периферийный обод (18) верхнего дна (11), а находящиеся напротив друг друга поперечные периферийные ободы (18, 19) образуют продолжение, соответственно, большего основания первого усеченного конуса (33) верхнего дна (11) и большего основания второго усеченного конуса (32) верхней крышки (12).

11. Устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что верхняя крышка (12) имеет один конический колпак, большее основание которого является общим с нижним дном (11) и коническая поверхность которого образует, например, с его большим основанием угол порядка 22^o.

12. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что верхний элемент (2) имеет верхнее дно (11) в виде приплюснутой чаши (48) в целом круглой формы, имеющей поперечную среднюю часть (49), которая смещена по оси относительно остальной кольцевой наружной части (50), причем поперечная средняя часть (49) выполнена плоской или по существу плоской и соединена с кольцевой наружной частью (50) с помощью соединительной стенки (51), имеющей в целом форму усеченного конуса.

13. Устройство по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что нижнее дно (5) и нижняя крышка (6) имеют форму усеченного конуса, нижняя крышка (6) снабжена кольцевой кромкой (10), которая прилегает к общему большему основанию (9), направлена вниз от него и образует продолжение поверхности нижней крышки (6).

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что нижнее дно (5) имеет периферийный обод (20), параллельный конической поверхности нижней крышки (6).

15. Устройство по любому из пп. 1-6 и 12, отличающееся тем, что нижний элемент (3) имеет деталь (44) в целом в форме усеченного конуса, верхнее меньшее основание (45) которого обращено к верхнему элементу (2), а нижнее большее основание (46) обращено в сторону, противоположную верхнему элементу (2).

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что над меньшим основанием (45) расположен выступ (47) по существу круглого сечения.

17. Устройство по любому из пп. 1-16, отличающееся тем, что каждая из распорок (4) в рабочем положении имеет на своем нижнем конце нижнюю соединительную лапку (21), параллельную конической поверхности нижней крышки (6), находящуюся в жестком контакте с ней и вытянутую в тангенциальном направлении относительно оси (100) устройства.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что распорки (4) имеют на большей части их осевой длины - измеренной по оси (100) - прилив, расположенный по существу в центре распорок (4) и параллельно оси (100), причем части распорок (4), расположенные по обе стороны от прилива, имеют незначительную толщину.

19. Устройство по любому из пп. 1-18, отличающееся тем, что нижняя крышка (6) имеет на уровне ее меньшего основания (15) направленный вдоль оси кольцевой выступ (16) с высотой h, причем отношение h/d находится в пределах от 0,01 до 0,15 и предпочтительно по существу равно 0,08, и/или тем, что угол 1 между кольцевыми кромками (10, 14) и большими основаниями (9, 13) находится в пределах от 45 до 70^o и предпочтительно по существу равен 60^o.

20. Устройство по любому из пп. 1-19, отличающееся тем, что максимальный диаметр D верхнего элемента (2) по существу равен максимальному диаметру нижнего элемента (3), а отношение D/d находится в пределах от 1,5 до 3 и предпочтительно по существу равно 2,25.

21. Устройство по любому из пп. 1-20, отличающееся тем, что при минимальном расстоянии Н между верхним (2) и нижним (3) элементами отношение H/d находится в пределах от 0,25 до 1,2 и предпочтительно по существу равно 0,7.

22. Устройство по любому из пп. 1-21, отличающееся тем, что угол а между конической поверхностью нижней крышки (6) и ее большим основанием (9) находится в пределах от 15 до 45^o и предпочтительно по существу равен 30^o.

23. Устройство по любому из пп. 1-22, отличающееся тем, что угол b, и/или угол g, и/или угол d соответственно между конической поверхностью нижнего дна (5), конической поверхностью второго усеченного конуса (32), поверхностью первого усеченного конуса (33) и их соответствующим большим основанием, находится (находятся) в пределах от 0^o до 30^o и предпочтительно по существу равен (равны) 22^o.

24. Устройство по любому из пп. 1-23, отличающееся тем, что при диаметре d₂ закрытого меньшего основания (29) полости (25) отношение d₂/d находится в пределах от 0,8 до 2 и предпочтительно по существу равно 1,12, и/или тем, что при диаметре d₃ открытого большего основания (28) полости (25) отношение d₃/d находится в пределах от 1 до 2,40 и предпочтительно по существу равно 1,31, и/или тем, что при измеренной по оси высоте d₄ осевой полости (25) отношение d₄/d находится в пределах от 0,2 до 0,5 и предпочтительно равно, по существу, 0,28.

25. Устройство по любому из пп. 1-24, отличающееся тем, что полость (25) выступает из меньшего основания (17) в сторону пространства (8) на величину, находящуюся в пределах от половины ее измеренной по оси высоты до всей этой высоты, предпочтительно на расстояние, равное по существу, 0,18 • d, а угол m между конической поверхностью полости (25) и ее большим основанием (28) находится в пределах от 45 до 90^o и предпочтительно по существу равен 75^o.

26. Устройство по любому из пп. 7-25, отличающееся тем, что коническая поверхность первого усеченного конуса (31) верхней крышки (12) образует с его большим основанием угол порядка 60±10^o, и/или тем, что коническая поверхность конического колпака (30) образует с его большим основанием угол порядка 12±5^o.

27. Устройство по любому из пп. 1-26, отличающееся тем, что расстояние от закрытого меньшего основания (29) полости (25) до вершины конического колпака (30) составляет порядка 0,8 • d.

28. Устройство по любому из пп. 1-27, отличающееся тем, что осевая полость (25) снабжена прилегающей к основанию (28) и обращенной вверх периферийной кольцевой кромкой (34), образующей с основанием (28) угол порядка 22±10^o и имеющей ширину порядка 0,1 d.

29. Устройство по любому из пп. 1-28, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере две расположенных по его периметру распорки 4, выполненных плоскими с закругленными краями и имеющих радиальную длину t₃ и толщину e₃, причем отношение t₃/d находится в пределах от 0,04 до 0,07 и предпочтительно по существу равно 0,05, а отношение e₃/t₃ находится в пределах от 0,02 до 0,5.

30. Устройство по любому из пп. 1-29, отличающееся тем, что турбина имеет статор (23), снабженный на одной из его поверхностей средством (42) крепления, и ротор (26), на котором со стороны статора (23) установлен фланец (40), обеспечивающий крепление лопаток (24).

31. Устройство по любому из пп. 1-29, отличающееся тем, что ротор (26) снабжен по меньшей мере одной деталью крепления лопаток (24), закрепленной на роторе (26), например, винтом (62), установленным по оси вращения ротора (26); при этом деталь крепления представляет собой удлиненный стержень (61), форма которого по существу соответствует наружной форме ротора (26) по обе стороны от винта (62) и который далее проходит в сторону статора (23), причем на каждом конце стержня (61) закреплено по одной лопатке (24); или же деталь крепления представляет собой полый корпус, закрывающий ротор (26) и закрепленный на нем с помощью винта, установленного по оси вращения ротора (26), причем на полом корпусе закреплена, по меньшей мере, одна лопатка (24).

32. Устройство по любому из пп. 1-31, отличающееся тем, что нижние радиальные кромки (27) лопаток (24) имеют продолжение в виде лопастных элементов (37), которые могут поворачиваться на шарнирах вокруг радиальных кромок (27) из первого положения покоя, в котором лопастные элементы (37) расположены по существу перпендикулярно к лопаткам (24), когда турбина выключена, во второе, рабочее положение, в котором каждый лопастной элемент (37) находится по существу в той же плоскости, что и связанная с ним лопатка (24), когда турбина работает.

33. Устройство по п. 32, отличающееся тем, что лопастные элементы (37) выполнены с возможностью принудительной установки в положение покоя упругим элементом (38), при этом переход из положения покоя в рабочее положение происходит под действием силы инерции и центробежной силы, которые создаются в результате вращения, передаваемого турбиной на лопатки (24) и на лопастные элементы (37).

34. Устройство по любому из пп. 1-33, отличающееся тем, что оно содержит две большие лопатки (24), пересекающиеся на оси (100) с образованием четырех полулопаток, а при срезе обеих лопаток (24) под прямым углом каждая полулопатка имеет лопастной элемент (37) в форме четверти круга, так что в положении покоя лопастные элементы (37) образуют в сочетании крышку, которая закрывает нижнее основание (28) полости (25).