RU2287695C2 - Reaction turbine - Google Patents
Reaction turbine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287695C2 RU2287695C2 RU2004137423/06A RU2004137423A RU2287695C2 RU 2287695 C2 RU2287695 C2 RU 2287695C2 RU 2004137423/06 A RU2004137423/06 A RU 2004137423/06A RU 2004137423 A RU2004137423 A RU 2004137423A RU 2287695 C2 RU2287695 C2 RU 2287695C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- fluid medium
- turbine
- nozzles
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергомашиностроения, а именно к стационарным и транспортным турбинным установкам. Может быть использовано в судовых и в других энергетических системах, а также в качестве силовой установки транспортных средств.The invention relates to the field of power engineering, namely to stationary and transport turbine installations. It can be used in ship and other energy systems, as well as the power plant of vehicles.
Известны реактивные турбины, содержащие ротор, направляющий аппарат и рабочие лопатки [1].Known jet turbines containing a rotor, a guide apparatus and rotor blades [1].
Недостатки этих турбин - сложное конструктивное оформление проточной части, имеющей два вида облопачивания, и сравнительно низкая эффективность.The disadvantages of these turbines are the complex design of the flow part, which has two types of blading, and the relatively low efficiency.
Известна реактивная турбина, содержащая ротор, устройства подвода текучей среды, входное сопло и выходное реактивное сопло, расположенное в плоскости вращения турбины, при этом его ось перпендикулярна радиусу турбины [2]. Эта турбина принята за прототип.Known jet turbine containing a rotor, a device for supplying a fluid, an inlet nozzle and an outlet jet nozzle located in the plane of rotation of the turbine, while its axis is perpendicular to the radius of the turbine [2]. This turbine is taken as a prototype.
Недостатки прототипа - большие гидравлические потери в каналах подвода рабочего тела, сравнительно низкая эффективность.The disadvantages of the prototype are large hydraulic losses in the supply channels of the working fluid, relatively low efficiency.
Технический результат изобретения - повышение эффективности реактивной турбины за счет использования энергии текучей среды, в том числе упрощение конструкции, снижение массы и габаритов турбины, расхода и необходимых для транспортных средств запасов топлива.The technical result of the invention is to increase the efficiency of a jet turbine through the use of fluid energy, including simplifying the design, reducing the mass and dimensions of the turbine, fuel consumption and fuel reserves necessary for vehicles.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, состоящем из ротора, устройств подвода текучей среды, снабженных входным соплом и выходным реактивным соплом, расположенным в плоскости вращения турбины, с осью, перпендикулярной ее радиусу, ротор турбины содержит не менее четырех устройств подвода текучей среды к выходным реактивным соплам и, по меньшей мере, одно средство ионизации текучей среды. Каждое устройство подвода текучей среды к реактивному соплу имеет не менее двух сопел на одной оси. При этом, по меньшей мере, одно сопло жестко или с возможностью осевого перемещения соосно введено в следующее по ходу движения текучей среды сопло с образованием между соплами полости. Причем не менее чем одна полость сообщена с устройствами подачи и отсоса текучей среды. Средства ионизации размещены, по меньшей мере, в одной полости одного из устройств подвода текучей среды. Во всех полостях установлены датчики давления, а во входном и выходном реактивных соплах - датчики скорости. Струя текучей среды из выходного реактивного сопла устройства подвода текучей среды направлена на входное сопло предыдущего устройства подвода текучей среды, при этом ротор снабжен цилиндрическим корпусом, в котором вблизи входного сопла каждого устройства подвода текучей среды размещены щели.The technical result is achieved by the fact that in the known device consisting of a rotor, fluid supply devices equipped with an inlet nozzle and an output jet nozzle located in the plane of rotation of the turbine, with an axis perpendicular to its radius, the turbine rotor contains at least four fluid supply devices to the outlet reactive nozzles and at least one means of ionizing the fluid. Each device for supplying fluid to the jet nozzle has at least two nozzles on the same axis. In this case, at least one nozzle is rigidly or axially displaceable axially moved coaxially into the next nozzle in the direction of the fluid with the formation of a cavity between the nozzles. Moreover, at least one cavity is in communication with the fluid supply and suction devices. The ionization means are located in at least one cavity of one of the fluid supply devices. Pressure gauges are installed in all cavities, and velocity sensors are installed in the inlet and outlet jet nozzles. A jet of fluid from the outlet of the jet nozzle of the fluid supply device is directed to the inlet nozzle of the previous fluid supply device, the rotor having a cylindrical body in which slits are placed near the inlet nozzle of each fluid supply device.
Реактивная турбина представлена на фиг.1. (сечение перпендикулярно валу). На фиг.2 дана схема устройства подвода текучей среды к реактивному соплу.A jet turbine is shown in FIG. (cross section perpendicular to the shaft). Figure 2 shows a diagram of a device for supplying a fluid to a jet nozzle.
Предлагаемая турбина (фиг.1) содержит ротор 1 на валу 2, устройство подвода текучей среды 3 в плоскости вращения ротора, 4 - спицы, 5 - входное сопло со срезом, выходное (реактивное) сопло 6 со срезом, цилиндрический корпус ротора 7 (для снижения сопротивления трения при его вращении), щели 8 на цилиндрическом корпусе ротора 7 вблизи входного сопла 5, несущую пластину ротора 9. Устройство подвода текучей среды 3 устанавливается на спицах 4 или крепится на несущей пластине 9, в том числе с обеих ее сторон. Устройство подвода текучей среды 3 (фиг.2) содержит размещенные соосно сужающееся сопло 10 с входным сечением 11 и критическим сечением 12, сужающееся сопло 13 с критическим сечением 14 и полость 15 между этими соплами. В полости 15 помещены средства ионизации текучей среды 16 и клапаны 17 на стенке полости. Далее по ходу движения воздуха вдоль центральной оси блока следуют сопло 18 с критическим сечением 19 и сопло 20 с критическим сечением 21, выходным сечением 22 и выходным соплом со срезом 23. Между соплами 13 и 18 имеется полость 24, а между соплами 18 и 20 - полость 25. При этом сопла 10 и 13, а также 13 и 18, 18 и 20 в местах соединения между собой герметичны. К полостям 15, 24 и 25 подсоединены устройства отсоса и подачи текучей среды (газа, например, воздуха) 26 внутрь этих полостей.The proposed turbine (Fig. 1) contains a rotor 1 on a shaft 2, a fluid supply device 3 in the plane of rotation of the rotor, 4 spokes, 5 - an input nozzle with a cut, an output (reactive) nozzle 6 with a cut, a cylindrical rotor case 7 (for reducing friction resistance during its rotation), slots 8 on the cylindrical body of the rotor 7 near the
Устройство работает следующим образом. Рассмотрим вариант воздушной турбины. Пусть в одной паре устройств подвода текучей среды, например в паре (I и III, фиг.1), в каждом устройстве подвода текучей среды 3 имеется по одной полости со средствами ионизации воздуха. Производят ионизацию воздуха в полости 15, например, одновременно в обоих устройствах подвода текучей среды, с использованием одного или нескольких средств ионизации 16, размещенных в полости. При этом впускные клапаны 17 закрыты. Такими средствами ионизации могут быть нанесенные на внутренние поверхности стенки полости электроды, соединенные с полюсами источника напряжения электротока, или магнитные полосы. Средствами ионизации могут быть также источник искусственного потока элементарных частиц с энергией в интервале от 10 эВ до 1,25·1045 эВ или нанесенные на стенки полости покрытия, содержащие радиоактивные элементы. Ионизацию осуществляют, например, возбуждением в воздухе в полости электрического разряда переменным электрическим и/или магнитным полем. Или путем ввода в полость катализатора процесса ионизации (инертный газ (например, аргон), элементы четвертой группы периодической таблицы химических элементов (например, углерод)) и др. В результате такого воздействия молекулы воздуха (азота и кислорода) частично разрушаются с выделением большого количества тепла и кинетической энергии [3]. Поток расширенного в полости 15 газа вылетает к центральной оси устройства, увлекая (эжектируя) при этом воздух из внешней среды через входное сечение 11. Далее клапаны 17 открываются и в полость 15 поступает (впрыскивается) воздух из внешней среды или из источника сжатого воздуха. Частота выполнения таких операций (пульсаций) регулируется и может быть достаточно высокой, чтобы обеспечить квазинепрерывный характер работы. Эта частота пульсаций должна быть достаточной, чтобы крутящий момент начал раскручивать турбину. Возникающий при этом поток воздуха выходит из реактивных сопел 6 первой пары устройств подвода текучей среды турбины и направляется во входные сопла со срезом следующего устройства подвода текучей среды. Срез каждого сопла обеспечивает необходимую направленность потока. В нем нет средств ионизации воздуха, он состоит из 2-3 сужающихся сопел с входным и выходным соплом со срезом и с одной или двумя полостями. Поступающий в эти устройства подачи текучей среды воздух вакуумирует полости, за счет чего скорость потока в этих устройствах растет, в устройства подвода текучей среды засасывается также дополнительно воздух через сопло 10 и щели 8 из внешней среды. Полученная потоком дополнительная энергия в устройствах подвода текучей среды II и IV покрывает все потери энергии потока (на трение в устройствах 3 и другие). Турбина наберет заданное число оборотов, как только скорость потока текучей среды во всех устройствах подвода текучей среды будет одинаковой и соответствовать заданной величине вакуума во всех полостях устройств 3. В дальнейшем турбина будет работать без затрат энергии (топлива) за счет энергии вакуума.The device operates as follows. Consider the option of an air turbine. Suppose that in one pair of fluid supply devices, for example in a pair (I and III, FIG. 1), in each fluid supply device 3 there is one cavity with air ionization means. Air is ionized in the
Рассмотренный режим работы турбины не единственный. Возможен вариант работы, при котором впрыскивание и ионизация воздуха в полости 15 производятся непрерывно. Тогда энергия, выделяемая при разложении атомов воздуха в полости 15, будет дополнять, усиливать энергетический эффект движения воздуха в устройствах подвода текучей среды турбины, полученных от самовакуумирования полостей 24 и 25.The turbine operation mode considered is not the only one. A variant of the work is possible in which the injection and ionization of air in the
Регулировка скорости потока на выходе из турбины в реальном времени производится путем управления величиной вакуума в полостях 15, 24 и 25. Для этого предусмотрены устройства 26 для отсоса воздуха при необходимости увеличения скорости и подачи воздуха для уменьшения скорости потока. При этом используются показания датчиков давления, установленных во всех полостях, и датчиков скорости на входных и выходных соплах обоих устройств подвода текучей среды. Для регулировки скорости вакуумирования полости можно использовать осевое перемещение сопла.Adjusting the flow rate at the outlet of the turbine in real time is done by controlling the amount of vacuum in the
Мощность турбины может быть значительно увеличена при использовании на одном валу нескольких предлагаемых конструкций, при этом их реактивные сопла целесообразно размещать в шахматном порядке.The power of the turbine can be significantly increased when using several proposed designs on the same shaft, while their jet nozzles should be staggered.
Таким образом, использование изобретения позволит упростить конструкцию турбины, уменьшить удельные массо-габаритные и стоимостные характеристики, в частности за счет существенного снижения расхода топлива, запасов топлива (на транспортных средствах).Thus, the use of the invention will simplify the design of the turbine, reduce the specific mass-dimensional and cost characteristics, in particular by significantly reducing fuel consumption, fuel reserves (on vehicles).
Использованные источникиUsed sources
1. А.В.Щегляев. Паровые турбины. Теория теплового процесса и конструкции турбин. М.-Л.: ГЭИ. 1955, с.136, 199-224.1. A.V. Shcheglyaev. Steam turbines. Theory of the thermal process and turbine design. M.-L.: SEI. 1955, p.136, 199-224.
2. Патент RU 2193669, кл. 7 F 01 D 1/32, публ. 2002.11.27.2. Patent RU 2193669, cl. 7 F 01 D 1/32, publ. 2002.11.27.
3. Е.И.Андреев, О.А.Ключарев, А.П.Смирнов, Р.А.Давыденко. Естественная энергетика. - СПб: Нестор, 2000. - 122 с.3. E.I. Andreev, O.A. Klyucharev, A.P. Smirnov, R.A. Davydenko. Natural energy. - St. Petersburg: Nestor, 2000 .-- 122 s.
4. Патент WO 03/25379, кл. 7 F 02 К 7/00, публ. 2003.03.27.4. Patent WO 03/25379, cl. 7 F 02 K 7/00, publ. 2003.03.27.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137423/06A RU2287695C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Reaction turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004137423/06A RU2287695C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Reaction turbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004137423A RU2004137423A (en) | 2006-06-10 |
RU2287695C2 true RU2287695C2 (en) | 2006-11-20 |
Family
ID=36712091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004137423/06A RU2287695C2 (en) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Reaction turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287695C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2614946C2 (en) * | 2015-06-23 | 2017-03-31 | Сергей Константинович Королев | Jet-reactive turbine |
-
2004
- 2004-12-22 RU RU2004137423/06A patent/RU2287695C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2614946C2 (en) * | 2015-06-23 | 2017-03-31 | Сергей Константинович Королев | Jet-reactive turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004137423A (en) | 2006-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6973792B2 (en) | Method of and apparatus for a multi-stage boundary layer engine and process cell | |
US7509795B2 (en) | Systems and methods for plasma propulsion | |
CN102014567B (en) | Dynamical pressure type high-energy synthetic jet actuator | |
AU2019331941B2 (en) | Wind power generator set, electromagnetic device, and heat exchange or drying device for iron core | |
US9708924B2 (en) | Combined pump and energy recovery turbine | |
US7866937B2 (en) | Method of pumping gaseous matter via a supersonic centrifugal pump | |
US9083213B1 (en) | Microgenerator for hydrocarbon producing systems | |
CN110635588B (en) | Iron-core medium transporting and heat exchanging device in electromagnetic device and eddy current separator | |
GB9702796D0 (en) | Media communication apparatus | |
RU2287695C2 (en) | Reaction turbine | |
WO2007102641A1 (en) | Synergic hybrid jet turbine power generation system for increasing thermal efficiency | |
CN201671659U (en) | Steam-jet type turbine | |
RU2287696C2 (en) | Reaction air turbine | |
RU2752390C1 (en) | Pneumatic apparatus | |
US3748054A (en) | Reaction turbine | |
JP2007016608A (en) | Pulse-detonation rotary driving unit | |
DE59803526D1 (en) | GAS RELAXATION TURBINE FOR SMALL PERFORMANCES | |
CN108350743B (en) | Device for obtaining mechanical work from a non-thermal energy source | |
US4251992A (en) | Pneumatic propulsion system | |
JP2016176478A (en) | Power generation system having compressor creating excess air flow and eductor for process air consuming site | |
RU2281877C1 (en) | Active wing | |
RU2282047C1 (en) | Air-jet propulsion plant | |
US20220325627A1 (en) | Rotor having a plurality of spiral pathways to pass liquid or gas therethrough to increase power thereof | |
CN203022832U (en) | Steam engine as well as steam generator and steam air compressor | |
CN219220746U (en) | Centripetal turbine driven centrifugal working medium pump and organic Rankine cycle system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |