РАДИАЛЬНАЯ ТУРБИНА Российский патент 1994 года по МПК F01D1/06 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в агрегатах с малорасходным микротурбоприводом.

Известна центробежная парциальная турбина [1] . Для уменьшения вентиляционных потерь энергии данной ступени сопловой аппарат выполнен с большим относительным шагом и малым углом выхода потока α₁, что позволяет подвести газ к РК по всей окружности, ликвидировав таким образом неактивную дугу.

Наиболее близка и выбрана за прототип радиальная турбина [2] , содержащая корпус, сопловой аппарат, рабочее колесо с размещенными на его боковых поверхностях радиальными лопатками, образующими межлопаточные каналы, соединяющие их между собой профилированные каналы. Такая турбина недостаточно экономична и не может применяться в микроэнергетике.

Цель изобретения - повышение экономичности и компактности. Это достигается тем, что радиальная турбина, содержащая корпус, сопловой аппарат, рабочее колесо с размещенными на его боковых поверхностях радиальными лопатками, образующими межлопаточные каналы, соединяющие их между собой профилированные каналы, снабжена бандажными полками, охватывающими по периферии лопатки и межлопаточные каналы и имеющими перемычки, соединенные между собой по периферии рабочего колеса, а профилированные каналы выполнены в рабочем колесе.

На фиг. 1 изображена радиальная турбина, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Радиальная турбина включает сопловой аппарат 1 и рабочее колесо 2. Со стороны соплового аппарата на боковой поверхности рабочего колеса размещены радиальные лопатки 3, образующие межлопаточные каналы 4, охватываемые бандажной полкой 5. На другой боковой поверхности рабочего колеса размещены радиальные лопатки 6, образующие межлопаточные каналы 7, охватываемые бандажными полками 8. Бандажные полки 5 и 8 соединены по периферии рабочего колеса перемычками, а межлопаточные каналы 4 и 7 соединены между собой профилированными каналами 9, выполненными в рабочем колесе. Сопловой аппарат и рабочее колесо размещены в корпусе 10.

Турбина работает следующим образом.

Газ из соплового аппарата 1 попадает в межлопаточные каналы 4, далее в профилированные каналы 9, затем через межлопаточные каналы 7 выходит в атмосферу, приводя рабочее колесо 2 во вращение. В данной турбине неактивный газ захватывается кромками 3 и 6 на двух сторонах рабочего колеса на близких диаметрах (d₁ и d₂) и поэтому величина вентиляционных потерь минимальна. Это предопределяет больший КПД предложенной конструкции, чем прототипа.

Данную ступень можно выполнить с характеристикой осевой турбины (если d₁= d₂), центробежной турбины (если d₁<d₂) и центростремительной турбины (если d₁>d₂). Предложенная турбина компактна благодаря подаче газа к рабочему колесу с внутренней стороны лопаточного венца и выходу газа из лопаток вдоль ротора. Утечка газа в радиальный зазор, характерная для осевых малоразмерных турбин, в данной ступени практически отсутствует. Сопловой аппарат и рабочее колесо предложенной турбины технологичнее, чем в осевых и радиально-осевых ступенях и не уступает центробежным и центростремительной турбинам, так как они могут быть выполнены путем штамповки или литья в пресс-формах. Кроме того, возможность выполнять бандажные полки с перемычками, соединяющими их между собой по периферии рабочего колеса, позволяет напрессовывать их на рабочее колесо, что делает их более технологичными, чем центробежные, центростремительные и радиально-осевые турбины. (56) Авторское свидетельство СССР N 759732, кл. F 01 D 1/04, 1960.

Патент Великобритании N 252706, кл. F 01 D 1/06, опублик. 1926.

Использование: в агрегатах с малорасходным микротурбопроводом. Сущность изобретения: рабочее колесо турбины снабжено бандажными полками, охватывающими по периферии лопатки и межлопаточные каналы и имеющими перемычки, соединенные между собой по периферии рабочего колеса, при этом профилированные каналы выполнены в рабочем колесе. 3 ил.

РАДИАЛЬНАЯ ТУРБИНА, содержащая корпус, сопловой аппарат, рабочее колесо с размещенными на его боковых поверхностях радиальными лопатками, образующими межлопаточные каналы, соединяющие их между собой профилированные каналы, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности и компактности, она снабжена бандажными полками, охватывающими по периферии лопатки и межлопаточные каналы и имеющие перемычки, соединенные между собой по периферии рабочего колеса, а профилированные каналы выполнены в рабочем колесе.