RU2013136499A

RU2013136499A - Способ получения механической энергии, однопоточная и двухпоточная реактивные турбины и турбореактивная установка для его реализации

Info

Publication number: RU2013136499A
Application number: RU2013136499/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Константинович Исаев
Original assignee: Сергей Константинович Исаев; Шрамко Андрей Валерьевич; Омаров Валерий Игоревич; Гита Дмитрий Георгиевич
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-02-10
Also published as: WO2015019294A1; GB201401984D0; RU2673431C2; US20150037134A1

Abstract

1. Способ получения механической энергии в реактивной турбине, включающий подачу рабочего тела в ее центробежное рабочее колесо с центробежными каналами, сжатие в нем рабочего тела за счет действующих на него центробежных сил и за счет геометрии проточного тракта центробежных каналов, обеспечивающие повышение плотности, температуры, давления и скорости рабочего тела, вывод рабочего тела в торообразный коллектор с реактивными соплами, обеспечивающий выравнивание градиентов плотности, температуры, давления и скорости в потоке рабочего тела, с уменьшением скорости потока и повышением в нем давления, под действием которого, рабочее тело разгоняется в реактивных соплах, и истекает из них в окружающее пространство, создавая при этом импульс реактивной силы, обеспечивающий вращение центробежного рабочего колеса реактивной турбины.2. Однопоточная реактивная турбина, содержащая установленное на валу, с возможностью вращения, однопоточное центробежное рабочее колесо с лопатками, выполненное с обеспечением возможности сжатия поступающего в него рабочего тела, закрытое обечайкой по верхней боковой кромке лопаток с образованием центробежных каналов и полый торообразный коллектор с отверстием по периметру его внутреннего диаметра, жестко и с обеспечением герметичности прикрепленный к однопоточному центробежному рабочему колесу так, что выходные отверстия центробежных каналов открыты во внутреннюю полость торообразного коллектора, при этом преимущественно по периметру внешнего диаметра торообразного коллектора выполнены отверстия, в которые установлены реактивные сопла.3. Однопоточная реактивная турбин�

Claims

1. Способ получения механической энергии в реактивной турбине, включающий подачу рабочего тела в ее центробежное рабочее колесо с центробежными каналами, сжатие в нем рабочего тела за счет действующих на него центробежных сил и за счет геометрии проточного тракта центробежных каналов, обеспечивающие повышение плотности, температуры, давления и скорости рабочего тела, вывод рабочего тела в торообразный коллектор с реактивными соплами, обеспечивающий выравнивание градиентов плотности, температуры, давления и скорости в потоке рабочего тела, с уменьшением скорости потока и повышением в нем давления, под действием которого, рабочее тело разгоняется в реактивных соплах, и истекает из них в окружающее пространство, создавая при этом импульс реактивной силы, обеспечивающий вращение центробежного рабочего колеса реактивной турбины.

2. Однопоточная реактивная турбина, содержащая установленное на валу, с возможностью вращения, однопоточное центробежное рабочее колесо с лопатками, выполненное с обеспечением возможности сжатия поступающего в него рабочего тела, закрытое обечайкой по верхней боковой кромке лопаток с образованием центробежных каналов и полый торообразный коллектор с отверстием по периметру его внутреннего диаметра, жестко и с обеспечением герметичности прикрепленный к однопоточному центробежному рабочему колесу так, что выходные отверстия центробежных каналов открыты во внутреннюю полость торообразного коллектора, при этом преимущественно по периметру внешнего диаметра торообразного коллектора выполнены отверстия, в которые установлены реактивные сопла.

3. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что однопоточное центробежное рабочее колесо выполнено в виде рабочего колеса однопоточного центробежного компрессора.

4. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что лопатки однопоточного центробежного рабочего колеса выполнены радиальными.

5. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что лопатки однопоточного центробежного рабочего колеса выполнены профилированными, с углом наклона профиля на выходе, направленным против его вращения.

6. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что торообразный коллектор выполнен за одно целое с входными участками реактивных сопел.

7. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что отверстие по периметру внутреннего диаметра в торообразном коллекторе выполнено сплошным или с перегородками.

8. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что ширина отверстия по периметру внутреннего диаметра в торообразном коллекторе преимущественно не меньше высоты лопаток в выходном сечении каналов однопоточного центробежного рабочего колеса.

9. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что реактивные сопла выполнены преимущественно сверхзвуковыми.

10. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что реактивные сопла установлены в торообразный коллектор тангенциально, одинаково направленными в плоскости, перпендикулярной оси вращения однопоточного центробежного рабочего колеса.

11. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что реактивные сопла установлены в торообразный коллектор реактивной турбины тангенциально, при этом часть реактивных сопел установлена в плоскости, перпендикулярной оси вращения однопоточного центробежного рабочего колеса, а другая часть реактивных сопел установлена под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения однопоточного центробежного рабочего колеса.

12. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что реактивные сопла выполнены с удлиненным входным участком.

13. Однопоточная реактивная турбина по п.11., отличающаяся тем, что на удлиненном входном участке реактивного сопла выполнен боковой срез, обеспечивающий поступление через него рабочего тела.

14. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что реактивные сопла со стороны начала входного участка имеют жестко закрепленное днище, выполненное с размерами, соответствующими размерам поперечного сечения торообразного коллектора.

15. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что торообразный коллектор снабжен перегородками, перекрывающими его в поперечном сечении, жестко закрепленными, преимущественно, вблизи начала входного участка каждого реактивного сопла.

16. Однопоточная реактивная турбина по п.2, отличающаяся тем, что число реактивных сопел, преимущественно, не превышает числа центробежных каналов рабочего колеса.

17. Двухпоточная реактивная турбина, содержащая установленное на валу, с возможностью вращения, двухпоточное центробежное рабочее колесо с лопатками, выполненное с обеспечением возможности сжатия поступающего в него рабочего тела, состоящее из двух соосно и плотно соединенных или изготовленных в виде единого целого однопоточных центробежных рабочих колес, одно из которых выполнено с зеркально противоположным направлением профиля лопаток, закрытых обечайками по верхним боковым кромкам лопаток, с образованием центробежных каналов, и, по крайней мере, один полый торообразный коллектор с отверстием по периметру его внутреннего диаметра, жестко и с обеспечением герметичности прикрепленный к двухпоточному центробежному рабочему колесу так, что выходные отверстия центробежных каналов открыты во внутреннюю полость торообразного коллектора, при этом преимущественно по периметру внешнего диаметра торообразного коллектора выполнены отверстия, в которые установлены реактивные сопла.

18. Двухпоточная реактивная турбина по п.17., отличающаяся тем, что образующие двухпоточное рабочее колесо однопоточные центробежные рабочие колеса выполнены в виде рабочего колеса однопоточного центробежного компрессора.

19. Двухпоточная реактивная турбина по п.17., отличающаяся тем, что лопатки центробежного рабочего колеса выполнены радиальными.

20. Двухпоточная реактивная турбина по п.17., отличающаяся тем, что лопатки центробежного рабочего колеса выполнены профилированными, с углом наклона профиля на выходе, направленным против его вращения.

21. Двухпоточная реактивная турбина по п.17., отличающаяся тем, что тороидальный коллектор выполнен за одно целое с входными участками реактивных сопел.

22. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что отверстие по периметру внутреннего диаметра в торообразном коллекторе выполнено сплошным или с перегородками.

23. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что ширина отверстия по периметру внутреннего диаметра в торообразном коллекторе преимущественно не меньше общей высоты лопаток в выходном сечении центробежных каналов двухпоточного центробежного рабочего колеса.

24. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что реактивные сопла выполнены преимущественно сверхзвуковыми.

25. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что реактивные сопла установлены в торообразный коллектор реактивной турбины тангенциально, в плоскости, перпендикулярной оси вращения двухпоточного центробежного рабочего колеса.

26. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что реактивные сопла установлены в торообразный коллектор тангенциально, при этом часть реактивных сопел установлена в плоскости, перпендикулярной оси вращения двухпоточного центробежного рабочего колеса, а другая часть реактивных сопел установлена под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения двухпоточного центробежного рабочего колеса.

27. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что реактивные сопла выполнены с удлиненным входным участком.

28. Двухпоточная реактивная турбина по п.27, отличающаяся тем, что на удлиненном входном участке реактивного сопла выполнен боковой срез, обеспечивающий поступление через него рабочего тела.

29. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что реактивные сопла со стороны начала входного участка имеют жестко закрепленное днище, выполненное с размерами, соответствующими размерам поперечного сечения торообразного коллектора.

30. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что торообразный коллектор снабжен перегородками, перекрывающими его в поперечном сечении, жестко закрепленными преимущественно вблизи начала входного участка каждого реактивного сопла.

31. Двухпоточная реактивная турбина по п.17, отличающаяся тем, что число реактивных сопел преимущественно не превышает половины числа каналов двухпоточного центробежного рабочего колеса при установке одного торообразного коллектора, и преимущественно соответствует числу каналов при установке двух торообразных коллекторов.

32. Турбореактивная установка, содержащая вал с подшипниковыми опорами, на котором на расстоянии друг от друга установлены с возможностью вращения в одном направлении, по крайней мере, две однопоточные и/или двухпоточные реактивные турбины, стационарно установленные вокруг вала подводящие коллекторы для подачи рабочего тела, соединенные с входными отверстиями рабочих колес патрубками, при этом патрубки соосно расположены вокруг вала, жестко соединены с коллекторами и герметично и подвижно соединены с входными отверстиями рабочих колес турбин.

33. Турбореактивная установка по п.32, отличающаяся тем, что использованы однопоточные реактивные турбины с рабочими колесами, выполненными с зеркально противоположным направлением профиля лопаток и с зеркально противоположным направлением установки реактивных сопел.