ПАРОВАЯ ТУРБИНА МАЛОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2002 года по МПК F01D5/14 

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к паровым турбинам малой мощности, используемым в небольших энергоустановках.

Известна паровая турбина малой мощности, содержащая ротор, по периметру которого расположены лопатки турбины (см. патент США 3923416, МПК 7 F 01 D 1/34, опубл. 02.12.1975).

Данная паровая турбина позволяет преобразовывать энергию пара в механическую энергию. Однако эффективность работы турбины недостаточно высока, что связано с неполнотой использования энергии пара при преобразовании его энергии в механическую энергию на лопатках турбины.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является увеличение КПД турбины и улучшение ее массогабаритных характеристик.

Указанная задача решается за счет того, что паровая турбина малой мощности содержит ротор, по периметру которого расположены лопатки турбины, при этом лопатки турбины выполнены из соединенных в единое целое посредством сварки шаров с формированием сотовой структуры со смещением одного слоя шаров относительно другого, при котором промежутки между шарами одного слоя расположены над вершинами шаров следующего слоя.

Анализ работы известной лопаточной турбины показал, что в ней не в полной мере используется энергия пара, который подается на лопатки турбины для привода последней в действие. Выполнение лопаток турбины из сваренных шаров с формированием сотовой структуры лопаток позволяет резко увеличить площадь лопаток турбины, что позволяет усилить воздействие потока пара на лопатки турбины. При этом важно, что набегающий на лопатки турбины поток пара за счет сотовой структуры лопаток воздействует не только на ближайшую к нему лопатку турбины, но и на следующую за данной лопаткой турбины лопатку. За счет того, что за промежутком между шарами, образующими ближайшую к потоку пара лопатку, расположены шары, которые образуют следующую лопатку, поток пара всегда набегает на шары, образующие соседние лопатки. Это позволяет практически полностью использовать кинетическую энергию потока пара, поскольку поток пара после воздействия на ближайшую к нему лопатку оказывает воздействие также и на следующую лопатку, передавая ей часть своей оставшейся кинетической энергии. Таким образом, поток пара всегда воздействует на несколько последовательно расположенных по отношению к потоку пара лопаток турбины, что позволяет резко увеличить поверхность воздействия потока пара с соответствующим увеличением мощности турбины.

На чертеже показан разрез паровой турбины малой мощности. Паровая турбина малой мощности содержит ротор 1, по периметру которого расположены лопатки 2 турбины и патрубки подвода 4 и отвода 5 пара. Лопатки 2 турбины выполнены из соединенных в единое целое посредством сварки шаров 3 с формированием сотовой структуры со смещением одного слоя шаров 3 относительно другого, при котором промежутки между шарами 3 одного слоя расположены над вершинами шаров 3 следующего слоя.

Паровая турбина малой мощности работает следующим образом.

По патрубку подвода 4 поток пара подается на лопатки 2 турбины и, воздействуя на них, приводит турбину в действие. При этом поток пара после воздействия на ближайшую к нему лопатку турбины просачивается через эту лопатку 2 турбины и продолжает воздействовать на следующую лопатку 2, также передавая ей часть своей оставшейся энергии. Таким образом, пар передает свою энергию последовательно нескольким лопаткам 2 турбины до тех пор, пока его скорость не сравняется со скоростью движения очередной лопатки 2 турбины. К этому моменту поток пара достигает патрубка отвода пара 5 и через него покидает паровую турбину.

Данное изобретение может быть использовано везде, где представляется возможность использовать пар для преобразования энергии его потока в механическую, а затем, если это необходимо, в электрическую энергию.

Паровая турбина малой мощности, используемая в небольших энергоустановках, содержит ротор, по периметру которого расположены лопатки турбины. Лопатки турбины выполнены из соединенных в единое целое посредством сварки шаров с формированием сотовой структуры со смещением одного слоя шаров относительно другого, при котором промежутки между шарами одного слоя расположены над вершинами шаров следующего слоя. Изобретение позволяет повысить КПД турбины и улучшить ее массогабаритные характеристики. 1 ил.

Паровая турбина малой мощности, содержащая ротор, по периметру которого расположены лопатки турбины, отличающаяся тем, что лопатки турбины выполнены из соединенных в единое целое посредством сварки шаров с формированием сотовой структуры со смещением одного слоя шаров относительно другого, при котором промежутки между шарами одного слоя расположены над вершинами шаров следующего слоя.