Вихревая турбина Советский патент 1990 года по МПК F01D1/08 F04D17/06 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в турбопри- водах вспомогательных машин и механизмов преимущественно для транспортных средств и средств обеспечения технологических производственных процессов, в частности ручных пневмомашин.

Целью изобретения является расширение диапазонов регулирования и обеспечение реверсивности работы турбины, а также повышение зкономичности при работе турбины на переменных режимах.

На фиг. 1 показана вихревая турбина, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -.сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вихревая турбина с выполнением сопловых каналов в поворотном кольце и расположением дополнительных отверстий а корпусе перед сопловыми каналами, разрез; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - вихревая турбина с расположением дополнительных отверстий в корпусе за сопловыми каналами, разрез; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6, в положении прямого вращения ротора; на фиг. 8 - то же, в положении обратного вращения ротора.

Вихревая турбина содержит корпус 1 с впускным патрубком 2, сопловые каналы 3, рабочую полость 4, ротор 5 с рабочими лопатками 6 и устройство 7 выпуска отработавшей среды. Турбина дополнительно снабжена установленным в корпусе 1 поворотным кольцом 8 с приводом 9, в кольце 8 выполнены отверстия 10, соединяющие сопловые каналы 3 с впускным патрубком 2 и рабочей полостью 4. Сопловые каналы 3 объединены по крайней мере в две группы

11и 12, выполненные в каждой группе 11,

12с переменным углом наклона к рабочим лопаткам 6, например с увеличением, лежащим в диапазоне 7-173°. Сопловые каналы 3 могут быть расположены в поворотном кольце 8, тогда в корпусе 1 будут выполнены дополнительные отверстия 13, соединяюш,1/1е сопловые каналы 3 с впускным патрубком 2 и рабочей полостью 4. Выпускное устройство снабжено дополнительным поворотным кольцом 14 с приводом 15, синхронно связанным с приводом 9 поворотного кольца 8, а в кольце 14 выполнены группы каналов 16 выпуска отработавшей среды по числу групп 11, 12 сопловых каналов 3.

Рабочая среда через впускной патрубок 2 и сопловые каналы 3 поступает в рабочую полость 4, где образуется движение среды ро винтовым линиям тока, соответствующ,ее e ixpei30My рабочему процессу. Рабочая среда многократно взаимодействует с лопатками 6, отдавая свою энергию ротору, и возвращается в полость 4, затем вновь поступает на лопатки 6. После нескольких

подобных кругов циркуляции отработавшая среда отводится из полости 4 через устройство 7 выпуска. Для изменения режима работы турбины кольца 8 и 14 синхронно поворачиваются с помощью приводов 9 и 15

соответственно таким образом, чтобы отверстия 10 кольца 8 расположились напротив сопловых каналов 3, соответствующих требуемому режиму работы, а устройство 7 выпуска заняло положение, обеспечивающее необходимое количество витков циркуляции рабочей среды в полости 4 турбины. Выбор угла наклона сопловых каналов 3 к рабочим лопаткам 6 из диапазона 7-173° также способствует регулированию мом%нтных и мощностных характеристик турбины с обеспечением реверса вращения .ее ротора 5 без существенных потерь.

Формула изобретения

1. Вихревая турбина, содержащая корпус с впускным патрубком, сопловые каналы, рабочую полость, ротор с рабочими лопатками и устройство выпуска отработав- шей среды, отличающаяся тем, что, с

целью расширения диапазонов регулирования и обеспечения реверсивности работы, турбина снабжена установленным в корпусе поворотным кольцом с приводом, в кольце выполнены отверстия, соединяющие

сопловые каналы с впускным патрубком и рабочей полостью, а сопловые каналы объединены по крайней мере в две группы, выполненные в каждой группе с переменным углом наклонно к рабочим лопаткам,

например., с увеличением, лежащим в диапазоне 7-173°.

2.Турбина по п. 1.отличающаяся тем, что отверстия в поворотном кольце выполнены в виде соплевых каналов, а в корпусе

выполнены дополнительные отверстия, соединяющие сопловые каналы с впускным патрубком и рабочей полостью.

3.Турбина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичиости при работе на переменных режимах, выпускное устройство снабжено дополнительным поворотным кольцом с приводом, синхронно связанным с приводом поворотного кольца соплового аппарата, а в кольце

выполнены группы каналов выпуска отработавшей среды по 4iic.i;y групп сопловых каналов.

А-А

ю

12

16

16

9иг.З

S ФагМ

о-в

13

а

Изобретение может быть использовано в турбоприводах вспомогательных машин и механизмов, преимущественно для транспортных средств и с целью обеспечения технологических производственных процессов. Целью изобретения является расширение диапазонов регулирования и обеспечение реверсивности работы турбины, а также повышение экономичности при работе турбины на переменных режимах. Для изменения режима работы турбины кольца 8,14 поворачиваются синхронно с помощью приводов 9,15 соответственно таким образом, чтобы отверстия 10 кольца 8 расположились напротив сопловых каналов 3, соответствующих требуемому режиму работы, а устройство 7 выпуска заняло бы положение, обеспечивающее необходимое количество витков циркуляции рабочей среды в полости турбины. Выбор угла наклона сопловых каналов 3 к рабочим лопаткам 6 из диапазона 70-173° также способствует регулированию моментных и мощностных характеристик турбины с обеспечением реверса вращения ее ротора 5 без существенных потерь. 2 з.п.ф-лы, 8 ил.

Г

фиг. 6

г-г

13

/2

Риг.7

Г-Г

(Ра.8