ОСЕРАДИАЛЬНАЯ ТУРБИНА Российский патент 1994 года по МПК F01D1/06 

Изобретение относится к турбиностроению, в частности к осерадиальным турбинам.

Известна осерадиальная турбина, содержащая лопасти, шарнирно подвешенные на горизонтальных консолях с возможностью одностороннего поворота относительно консолей.

Недостаток известного решения заключается в том, что лопасти расположены не параллельно оси вращения, а это не обеспечивает равномерное распределение скоростного напора потока по высоте лопастей.

Известна также осерадиальная турбина, содержащая корпус, расположенное в нем на валу рабочее колесо, состоящее из несущего диска с поворотными лопастями, входной и выходной патрубки, направляющий аппарат.

Недостаток заключается в том, что лопасти с несущим диском соединены жестко, турбина снабжена направляющим аппаратом, что создает стеснение потока при выходе из рабочего колеса и ухудшает условия работы турбины.

В предлагаемом изобретении указанные выше недостатки устранены тем, что:
- несущий диск с выходным участком входного патрубка образует камеpу конусообразной формы, перед входом в последнюю и перед входными кромками лопастей установлен неподвижный конус с элементами крепления, размещенными во входном патрубке, при этом лопасти рабочего колеса установлены параллельно оси его вращения и имеют внутренний диаметр больше внутреннего диаметра входного патрубка и наружный диаметр - меньше наружного диаметра выходного участка входного патрубка;
- каждая лопасть может иметь геометрически закрученное перо.

Конусообразная камера открытого типа без направляющего аппарата обеспечивает свободный проход потока к рабочему колесу;
- расположение поворотных лопастей на рабочем колесе параллельно его оси вращения обеспечивает равномерное распределение скоростного напора потока энергоносителя по высоте лопастей, а также обеспечивает увеличение мощности турбины без увеличения ее диаметра;
- лопасти большого удлинения 10≅λ≅50 обеспечивают уменьшение затрат на образование концевых вихрей при перетекании потока из области повышенного давления в область пониженного давления;
- геометрически закрученные лопасти рабочего колеса турбины обеспечивают получение большей тяги турбины путем увеличения угла установки лопастей рабочего колеса турбины, при котором начинаются срывные явления потока.

На фиг. 1 изображена турбина, продольный разрез; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - геометрически закрученная лопасть.

Осерадиальная турбина содержит корпус 1, расположенное в нем на валу 2 рабочее колесо, состоящее из несущего диска 3 с поворотными лопастями 4, входной патрубок 5 и выходной патрубок (не показан), при этом несущий диск 3 с выходным участком входного патрубка 5 образует камеру конусообразной формы, перед входом в последнюю и перед входными кромками лопастей 4 установлен неподвижный конус 6 с элементами крепления (не показаны), размещенными во входном патрубке 5, причем лопасти 4 рабочего колеса установлены параллельно оси его вращения и имеют внутренний диаметр d_лоп больше внутреннего диаметра d входного патрубка и наружный диаметр D_лоп - меньше наружного диаметра D выходного участка входного патрубка.

Каждая лопасть 4 при этом может иметь геометрически закрученное перо. Вал 2 связан с генератором электрического тока.

При работе поток рабочего тела, войдя в турбину через входной патрубок 5, попадает на конус 6, рассекающий поток одинаково во всех направлениях и поворачивающий его на угол 90^о. Далее поток рабочего тела попадает в конусообразную камеру, где взаимодействует с лопастями 3 рабочего колеса турбины.

При расположении лопасти 4 рабочего колеса под определенным углом к набегающему потоку возникает сила тяги лопастей 4 рабочего колеса, направленная перпендикулярно движению потока, под действием которой рабочее колесо турбины начнет вращаться вокруг своей оси и через вал 2, связанный с генератором электрического тока, приведет его в работу. Чем больше размеры и количество лопастей, тем больше тяга рабочего колеса турбины.

Площадь лопасти зависит от ее ширины и высоты, и чем больше диаметр рабочего колеса, тем больше крутящий момент, а следовательно, и больше снимаемая с турбины мощность. (56) Кривченко Г. И. Гидравлические машины. Турбины и насосы. М. : Энергия, 1978.

Использование: турбиностроение, в частности осерадиальные турбины. Сущность: в корпусе турбины расположено на валу рабочее колесо, состоящее из несущего диска с поворотными лопастями, входной и выходной патрубки, при этом несущий диск с выходным участком входного патрубка образует камеру конусообразной формы, перед входом в последнюю и перед входными кромками лопастей установлен неподвижный конус с элементами крепления, размещенными во входном патрубке, при этом лопасти рабочего колеса установлены параллельно оси его вращения и имеют внутренний диаметр больше внутреннего диаметра входного патрубка и наружный диаметр - меньше наружного диаметра выходного участка входного патрубка. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ОСЕРАДИАЛЬНАЯ ТУРБИНА, содержащая корпус, расположенное в нем на валу рабочее колесо, состоящее из несущего диска с поворотными лопастями, входной и выходной патрубки, отличающаяся тем, что несущий диск с выходным участком входного патрубка образует камеру конусообразной формы, перед входом в последнюю и перед входными кромками лопастей установлен неподвижный конус с элементами крепления, размещенными во входном патрубке, при этом лопасти рабочего колеса установлены параллельно оси его вращения и имеют внутренний диаметр больше внутреннего диаметра входного патрубка и наружный диаметр меньше наружного диаметра выходного участка входного патрубка. 2. Турбина по п. 1, отличающаяся тем, что каждая лопасть имеет геометрически закрученное перо.