РЕАКТИВНАЯ ТУРБИНА Российский патент 2002 года по МПК F01D1/32 

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к турбинным установкам.

Известны реактивные турбины, содержащие ротор, направляющий аппарат и рабочие лопатки, (см. А.В.Щегляев. Паровые турбины. Теория теплового процесса и конструкции турбин. М.-Л.: ГЭИ, 1955, стр.136, 199-224). Основной недостаток этих установок - сложное конструктивное оформление проточной части, имеющей два вида облопачивания.

Известна реактивная турбина типа Герона, вращение ротора которой происходит под действием реактивной силы от струи пара (или газа), истекающей из сопел (см. Я.И.Перельман. Занимательная физика. Книга 2. М.: Наука, 1986, стр.23).

Недостаток этой турбины - увеличенные потери с выходной скоростью пара из-за того, что выходное сечение сопла смещено по касательной к окружности вращения от точки закрепления рабочего сопла; таким образом, окружная скорость в этом месте ориентирована под некоторым углом к вектору относительной скорости и, следовательно, абсолютная выходная скорость и связанные с ней потери энергии возрастают.

Цель настоящего изобретения - повышение эффективности реактивной турбины за счет уменьшения потерь энергии с выходной скоростью.

Сущность изобретения состоит в том, что ось рабочего сопла ориентируется не вдоль касательной к окружности вращения в точке закрепления сопла, а вдоль касательной к окружности вращения в центре выходного среза сопла или по крайней мере развернута в сторону этой касательной.

Реактивная турбина состоит из следующих частей (см. чертеж):
1 - ротор, в которое подводится рабочее тело;
2 - рабочее сопло;
3 - канал подвода рабочего тела к соплам 2, при этом сопла повернуты в плоскости вращения ротора на угол α между касательной к окружности вращения в точке закрепления рабочих сопел и касательной к окружности вращения, проходящей через центр выходного среза рабочих сопел.

Реактивная турбина работает следующим образом. Рабочее тело подается в ротор 1 и по каналам 3 поступает к рабочим соплам 2, ускоряется в рабочих соплах и за счет реактивной силы истекающей струи приводит в движение ротор с закрепленным на нем соплами. Поскольку вектор относительной скорости истечения из сопел и вектор окружной скорости направлены вдоль одной и той же касательной (или близки к ней), то абсолютная скорость истечения рабочего тела и, следовательно, потери энергии будут минимальными, а эффективность турбины максимальной.

Такое конструктивное решение позволяет повысить эффективность действия реактивных турбин за счет правильной пространственной ориентации рабочих сопел.

Реактивная турбина содержит ротор с каналами подвода рабочего тела к соплам, имеющим точку закрепления и выходной срез. Сопла развернуты в плоскости вращения от касательной к окружности в точке закрепления сопла в сторону касательной к центру выходного среза сопла. Изобретение повышает эффективность турбины за счет уменьшения энергии с выходной скоростью. 1 ил.

Реактивная турбина, содержащая ротор с каналами подвода рабочего тела к соплам, имеющим точку закрепления и выходной срез, отличающаяся тем, что сопла развернуты в плоскости вращения от касательной к окружности в точке закрепления сопла в сторону касательной к центру выходного среза сопла.