RU3299U1 - Турбомашина - Google Patents

Abstract

1. Турбомашина, содержащая установленное на валу рабочее колесо, охватывающий его кожух, входной и выходной каналы для рабочей среды и кольцевые коаксиальные ряды лопаток, расположенные по меньшей мере по одну сторону рабочего колеса, размещенные попеременно на рабочем колесе и на обращенной к нему внутренней стенке кожуха, отличающаяся тем, что кожух и размещенные на нем лопатки установлены неподвижно, причем ближайший к входному каналу кольцевой ряд лопаток размещен на рабочем колесе.2. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что ближайший к выходному каналу кольцевой ряд лопаток размещен на кожухе.3. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки, размещенные на кожухе, прикреплены к нему с возможностью одновременного поворота всех лопаток кольцевого ряда на одинаковый угол.4. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки, расположенные по одну сторону рабочего колеса, ориентированы передней кромкой ближе к оси рабочего колеса, при этом лопатки, размещенные на кожухе, обращены спинками к оси, а лопатки, размещенные на рабочем колесе, обращены спинками в сторону от оси рабочего колеса.5. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки, расположенные по одну сторону рабочего колеса, ориентированы передними кромками и спинками в сторону от оси рабочего колеса.6. Турбомашина по п. 4, отличающаяся тем, что лопатки, расположенные по другую сторону рабочего колеса, ориентированы передними кромками и спинками в сторону от оси рабочего колеса.7. Турбомашина по п. 5, отличающаяся тем, что на периферии рабочего колеса расположен дополнительный кольцевой ряд лопаток.

Description

06

ТУРБОМАШИНА

Полезная модель относится к области турбомашиностроения и может быть использована в конструкции многоступенчатых насосов и компрессоров с радиальными потоками жидкости и/или газа.

Известна турбомашина, содержащая рабочее колесо и охватывающий его кожух, установленные на соосных валах, приводимых во вращение в противоположные стороны с помощью двух электродвигателей. По обе стороны рабочего колеса расположены кольцевые коаксиальные ряды лопаток, размещенные попеременно на рабочем колесе и на обращенных к нему внутренних стенках кожуха. Входной и выходной каналы для рабочей среды находятся у оси рабочего колеса по разные его стороны 1. Турбомащина имеет несколько радиальных ступеней пропорционально числу кольцевых рядов лопаток, находящихся по обе стороны рабочего колеса, причем по одну сторону колеса ступени являются центробежными, а по другую сторону - центростремительными.

Недостатком такой турбомеьшины является сложность конструкции, а также относительно невысокие удельные характеристики, например, выходная мощность на единицу массы.

Предлагаемая турбомащина при более простом конструктивном исполнении позволяет получить более высокие рабочие параметры.

Турбомашина содержит устаиновленное на валу рабочее колесо, охватывающий его кожух, входной и выходной каналы для рабочей среды и кольцевые коаксиальные ряды лопаток, расположенные по одну или по обе стороны рабочего колеса, размещенные попеременно на рабочем колесе и на обргщенной к нему внутренней стенке кожуха. В отличие от вращающегося кожуха известной турбомашины 1, у турбомашины по описываемой полезной модели кожух и размещенные на нем лопатки установлены неподвижно. Ближайший ко входному каналу кольцевой ряд лопаток размещен на рабочем колесе, а ближайший к выходному каналу кольцевой ряд лопаток размещен на кожухе. Ряды лопаток, находящиеся по одну сторону колеса обеспечивают в рабочем режиме либо центробежное, либо центростремительное движение рабочей среды. В случае расположения лопаток по

F 04 D 1/02, 1/08, 17/12

обе стороны рабочего колеса, на одной из его сторон рабочая среда перемещается в центробежном, а на другой - в центростремительном направлении. При этом на периферии рабочего колеса может быть расположен дополнительный кольцевой ряд лопаток. Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На Фиг. 1 изображена центробежная турбомащина в поперечном (а) и продольном (б) разрезе.

На Фиг. 2 - центростремительная турбомащина в поперечном и продольном разрезах (а) и (б) соответственно.

На Фиг. 3 - турбомашина с расположением лопаток по обе стороны рабочего колеса: (а) и (в) - кольцевые коаксиальные ряды лопаток, расположенные по разные стороны рабочего колеса, обеспечивающие соответственно центростремительное и центробежное движение рабочей среды; (б) - продольный разрез.

На Фиг. 4 - часть рабочего колеса с дополнительным рядом лопаток на периферии - продольный разрез.

На Фиг. 5 - вид сверху на рабочее колесо с лопатками на периферии и внещние ряды лопаток размещенные на кожухе, а также развернутые изображения рядов лопаток, находящихся по разные стороны рабочего колеса.

Турбомашина включает рабочее колесо 1 с размещенными на нем кольцевыми коаксиальными рядами лопаток 2, установленное на валу 3. Рабочее колесо 1 охвачено кожухом 4, на внутренней стенке которого также размещены коаксиальные кольцевые ряды лопаток 5. Кожух 4 и размещенные на нем лопатки 5 установлены неподвижно. Ряды лопаток 2 и ряды лопаток 5 чередуются между собой и могут располагаться по одну или по обе стороны рабочего колеса 1. Для входа и выхода рабочей среды служат входной и выходной каналы 6 и 7 соответственно, которые в различных вариантах конструктивного исполнения турбомашины могут находиться как у оси рабочего колеса 1, так и у его периферии.

Во всех случаях ближайший ко входному каналу 6 кольцевой ряд лопаток размещен на рабочем колесе 1. Ближайщий к выходному каналу 7 кольцевой ряд лопаток лучще размещать на кожухе 4.

Ряды лопаток 2 и 5, находящиеся по одну сторону колеса 1 могут обеспечивать в рабочем режиме либо центробежное, либо центростремительное движение рабочей среды.

Для центробежной турбомашины (Фиг.1) наиболее предпочтительным является положение лопаток 2 и 5, при котором они ориентированы передней кромкой ближе к оси рабочего колеса 1, при этом лопатки 5, размещенные на кожухе 4, обращены спинками к оси, а лопатки 2, размещенные на рабочем колесе 1, обращены спинками в сторону от оси рабочего колеса 1.

В оптимальной конструкции центростремительной турбомашины (Фиг.2) лопатки 2 и 5 ориентированы передними кромками и спинками в сторону от оси рабочего колеса 1.

Лопатки 5 крепятся к кожуху 4 жестко и во время работы турбомашины остаются неподвижными. Однако, для подбора оптимального угла расположения лопаток 5 в зависимости от вида рабочей среды и от скорости вращения рабочего колеса 1, желательно, чтобы крепление допускало возможность одновременного поворота всех лопаток 5 кольцевого ряда на одинаковый угол (на чертежах конструкция крепления не показана).

В случае расположения лопаток 2 и 5 по обе стороны рабочего колеса 1 (Фиг.3,5), на одной из его сторон рабочая среда перемещается в центробежном, а на другой - в центростремительном направлении. При этом на периферии рабочего колеса 1 может быть расположен дополнительный кольцевой ряд лопаток 8 (Фиг.4,5), который , вместе с соседним рядом лопаток 5, вьшолняет функцию дополнительной осевой ступени турбомашины.

Во время работы турбомашины при движении рабочей среды между лопатками 2 рабочего колеса 1 происходит увеличение скорости потока и скоростного напора из-за изменения окружной составляющей скорости и изменения угла направления движения рабочей среды. Из вращающегося кольцевого ряда лопаток 2 рабочая среда поступает в неподвижный кольцевой ряд лопаток 5, в котором происходит торможение потока, обусловленное профилем лопаток 5 и, соответственно, профилем каналов между лопатками 5. При этом происходит увеличение статического давления потока и в следзпощий кольцевой ряд лопаток 2 рабочего колеса 1 поток поступает с меньшей скоростью.

При работе вращ 1ющиеся лопатки 2 рабочего колеса 1 за счет совершения механической работы над рабочей средой обеспечивают увеличение скоростного напора, а с помощью неподвижных лопаток 5

на кожухе 4 скоростной напор преобразуется в статическое давление.

Турбомашина предложенной конструкции позволяет обеспечить достаточно высокое давление на выходе, а так как для каждого кольцевого ряда лопаток 2 и 5 процесс может быть близким к оптимальному, при относительной простоте и компактности, описанное устройство обладает высоким значением к.п.д. 1 Международная заявка (РСТ) WO 4.04.1991г. 91/04417, F 04 D 1/00, опубл.

Claims (7)

1. Турбомашина, содержащая установленное на валу рабочее колесо, охватывающий его кожух, входной и выходной каналы для рабочей среды и кольцевые коаксиальные ряды лопаток, расположенные по меньшей мере по одну сторону рабочего колеса, размещенные попеременно на рабочем колесе и на обращенной к нему внутренней стенке кожуха, отличающаяся тем, что кожух и размещенные на нем лопатки установлены неподвижно, причем ближайший к входному каналу кольцевой ряд лопаток размещен на рабочем колесе.

2. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что ближайший к выходному каналу кольцевой ряд лопаток размещен на кожухе.

3. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки, размещенные на кожухе, прикреплены к нему с возможностью одновременного поворота всех лопаток кольцевого ряда на одинаковый угол.

4. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки, расположенные по одну сторону рабочего колеса, ориентированы передней кромкой ближе к оси рабочего колеса, при этом лопатки, размещенные на кожухе, обращены спинками к оси, а лопатки, размещенные на рабочем колесе, обращены спинками в сторону от оси рабочего колеса.

5. Турбомашина по п. 1, отличающаяся тем, что лопатки, расположенные по одну сторону рабочего колеса, ориентированы передними кромками и спинками в сторону от оси рабочего колеса.

6. Турбомашина по п. 4, отличающаяся тем, что лопатки, расположенные по другую сторону рабочего колеса, ориентированы передними кромками и спинками в сторону от оси рабочего колеса.

7. Турбомашина по п. 5, отличающаяся тем, что на периферии рабочего колеса расположен дополнительный кольцевой ряд лопаток.