Рабочее колесо осевой турбины Советский патент 1992 года по МПК F01D5/14 

Фиг.1

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при конструировании осевых турбин с парциальным подводом рабочего тела.

Цель изобретения - повышение КПД пу- тем уменьшения вторичных течений.

На фиг. 1 изображено рабочее колесо осевой турбины, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Рабочее колесо осевой турбины состоит из диска 10, на котором размещены лопатки 1 с бандажным кольцом 2. Выпуклая стенка (спинка) 3 и вогнутая стенка (корытце) 4 лопатки 1 соединены с входной и выходной кромками. Внутри каждой лопатки 1 у вы- ходной ее кромки выполнена полость 5, в которой размещена гофрированная пластина 8, закрепленная с помощью узла 9 в полости 5 и имеющая свободный конец со стороны бандажа 2. Полость 5 сообщена с межлопаточными каналами щелью 7, примыкающей к бандажу 2, и щелями 6, расположенными по высоте лопатки 1.

Рабочее колесо осевой турбины работает следующим образом.

Давление рабочего тела (газа), протекающего по рабочему каналу, образованному лопатками 1, распределяется неравномерно. У корытца 4 оно больше, чем у спинки 3. В связи с этим с одной стороны газ прохо- дит.в полость 5 из зоны с более высоким давлением через периферийную щель 7, примыкающую к бандажу 2, а с другой стороны полость 5 сообщена с зоной пониженного давления щелями 6 на спинке 3. В результате воздействия перепада давления и центробежных сил гофрированная, пластина 8, размещенная в полости 5 и скрепленная только с одной стороны с помощью узла 9, начинает совершать колебания. Кроме то- го, колебанию пластины 8 способствуют и парциальный подвод рабочего тела к лопатке 1. Неравномерное колебание пластины

приводит к тому, что создается поршневой эффект и через щели 6 протекает рабочее тело, причем происходит либо вдув, либо отсос газа в пограничном слое. Поэтому на спинке 3 лопатки 1 у выходной ее кромки нет отрыва пограничного слоя, выравнивается поле давления, образующиеся парные вихри распадаются, следовательно, уменьшаются потери на вторичные течения. Так как периферийная щель 7 достаточно мала и выполнена только у бандажного кольца 2, то потери на перетекание рабочего тела будут крайне незначительны.

Техническое преимущество предлагаемого изобретения заключается в следующем: при увеличении перепада давления на лопатке соответственно увеличиваются колебания пластины, что способствует более эффективному уменьшению потерь от вторичных течений. Кроме того, так как пластина выполнена гофрированной, то возможно сочетание эффектов на одной лопатке, например, в верхней части будет вдув в пограничный слой, а в нижней - отсос, и наоборот, что также способствует предотвращению появления парных вихрей.

Формула изобретения Рабочее колесо осевой турбины, содержащее полые лопатки с бандажом, спинка и корытце которых соединены с входной и выходной кромками, а полость сообщена щелями со стороны спинки и корытца с межлопаточными каналами, о.тличающееся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения вторичных течений, каждая лопатка снабжена гофрированной пластиной, размещенной в полости со свободным концом со стороны бандажа, а полость выполнена у выходной кромки, при этом щель со стороны корытца образована последним и бандажом, а щели со стороны спинки расположены по высоте лопатки.

Фиг.2

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для уменьшения потерь от вторичных течений на лопатках турбины. На спинке 3 по высоте лопатки выполнены щели 6, которые сообщают межлопаточный канал с внутренней полостью 5, размещенной у выходной кромки. Через периферийную щель 7 у бандажного кольца 2 на корытце 4 газ из зоны более высокого давления проходит в полость 5, где под действием перепада давления, центробежных сил и в результате парциального подвода рабочего тела совершает колебательные движения гофрированная пластина 8, установленная в полости 5 и прикрепленная одним концом к диску 10. Такая конструкция колеса предотвращает отрыв пограничного слоя, выравнивает поле давлений в рабочем канале и уменьшает потери от вторичных течений. 2 ил.