Ступень турбины заднего хода Советский патент 1992 года по МПК F01D1/30 

Изобретение относится к турбиностро- ению, а именно к реверсивным турбинам, содержащим турбину заднего хода.

Известна турбина заднего хода, имеющая с турбиной переднего хода один ротор.

Недостатком данной турбины заднего хода является то, что при ее холостом вращении на режиме переднего хода а ней возникают вентиляционные потери энергии.

Известна турбина заднего хода, сопловые и рабочие лопатки которой размещены на верхнем ярусе. Рабочие лопатки заднего хода установлены над рабочими лопатками переднего хода на одном роторе.

Недостатком этой турбины заднего хода является то, что при ее холостом вращении на режиме переднего хода -в ней также возникают вентиляционные потери энергии, что приводит к понижению экономичности работы реверсивного турбинного двигателя на режиме переднего хода

Целью изобретения является повышение экономичности при холостом вращении, рабочих лопаток ступени турбины заднего хода.

Поставленная цель достигается тем, что в ступени турбины заднего хода, содержащей рабочее колесо, лопатки которого установлены с перекрышей относительно сопловых лопаток, профиль рабочих лопаток в зоне перекрыши выполнен из двух сопряженных между собой частей, первая из которых по ходе течения рабочей среды имеет профиль, аналогичный профилю рабочей лопатки по среднему диаметру ступени, и ориентированных спинками первой и второй частей против и по направлению холостого вращения рабочего колеса соответственно

На фиг 1 изображена предлагаемая ступень турбины заднего хода, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг 4 - треугольник скоросо С

х|

XI XI

Ю

стей циркулирующей среды в корневом сечении; на фиг. 5 - треугольники скоростей циркулирующей среды в сечении Б-Б,

Ступень турбины заднего хода содержит чорпус 1, имеющий наружную 2 и внутреннюю 3 части. Между наружной частью 2 и внутренней частью 3 корпуса 1 размещен сопловой аппарат 4 с сопловыми лопатками 5 За сопловым аппаратом 4 размещено рабочее колесо 6 с рабочими лопатками 7, При этом последние установлены с перекрышей относитепьно сопловых лопаток 5. Профиль 8 рабочих лопаток 7 в зоне перекрыши выполнен из двух сопряженных между собой частей 9 и 10 Первая часть 9 профиля 8 по ходу течения рабочей среды имеет профиль, аналогичный профилю 11 рабочей лопатки 7 по среднему диаметру ступени, и ориентированный спинкой 12 против направления холостого вращения рабочего колеса 6. Вторая часть 10 профиля 8 ориентирована спинкой 13 по направлению холостого вра- ш,ения рабочего колеса 6. В периферийной зоне под второй частью 10 профиля 8 рабочих лопаток 7 установлено неподвижное кольцо 14, которое создает капал 15 между внутренней частью 3 корпуса 1 и кольцом 14 для выхода рабочей среды на режиме заднего хода, и канал 16 между наружной частью 2 корпуса 1 и кольцом 14 для выхода цирку- лирукщей среды из зоны перекрыши рабочих лопаток 7 при их холостом вращении на режиме переднего хода.

При работе турбины на режиме переднего хода рабочая среды через ступень турбины заднего хода не проходит и происходит холостого вращение рабочих лопаток 7 рабочего колеса 6. Холостое вращение ра- лопаток 7 ступени турбины заднего хода происходит так, что направление холостого вращения совпадает с ориентацией спинки 12 первой части 9 и профиля 8 и противоположно ориентации спинки 13 второй части 10 профилч 8. За счет холостого вращения рабочих лопаток 7 образуются вентиляционные течения циркулирующей среды.

Циркулирующая среда будут входить в межлопаточные каналы рабочих лопаток 7 в нижних сечениях, Треугольники скоростей для входящей в межлопаточные каналы в нижних сечения циркулирующей среды со стороны входных и выходных кромок профиля 11 показаны на фиг. 4, В абсолютном движения (скорость Ci) циркулирующая среда имеет небольшую закрутку по направлению холостого вращения рабочего

колеса б. Под действием центробежных сил циркулирующая среда будет перемещаться в межлопаточных каналах рабочих лопаток

7к периферии - в зону их перекрыши отно- сительно сопловых лопаток 5. В периферийной зоне циркулирующая среда входит в межлопаточные каналы профиля 8 рабочих лопаюк 7, где она разворачивается и выходит из межлопаточных каналов второй части

10 профиля 8 в канал 16. На выходе из межлопаточных каналов второй части профиля

8и циркулирующая среда будет иметь существенную закрутку в относительном движении (скорость Л/2 на фиг. 5) против

направления холостого вращения рабочего колеса 6. За счет этого в абсолютном движении (скорость С2 на фиг. 5) в данном сечении ступени циркулирующая среда будет иметь небольшую закрутку против направления

холостого вращения рабочего колеса 6, В соответствии с уравнением Эйлера создаваемый циркулирующей средой крутящий момент будет определяться ее закруткой в абсолютном движении на входе в межлопаточные каналы рабочих лопаток 7 в нижних сечения и на выходе на них в периферийной зоне. В связи с этим крутящий момент будет близок к нулевому значению. Соответственно, в данной ступени турбины заднего хода

практически не будет вентиляционных потерь энергии при холостом вращении рабочих лопаток, что повышает экономичность работы реверсивной турбины на режиме переднего хода.

При работе на режиме заднего хода рабочая среда последовательно проходит через межлопаточные каналы сопловых лопаток 5 соплового аппарата 4, через межлопаточные каналы рабочих лопаток 7 и выходите канал 15.

Формула изобретения Ступень турбины заднего хода, содержащая рабочее колесо, лопатки которого установлены с перекрышей относительно сопловых лопаток, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при холостом вращении рабочих лопаток, профиль рабочих лопаток в зоне перекрыши ьыполней из двух сопряженных между собой частей, первая из которых по ходу течения рабочей среды имеет профиль, аналогичный профилю рабочей лопатки по среднему диаметру ступени, и ориентированных спинками первой и второй частей против и по направлению холостого вращения рабочего колеса соответственно.

Ю R 16

Использование: в турбиностроении. а именно в реверсивных турбинах для повышения экономичности при холостом вращении рабочих лопаток. Сущность (it#A J W изобретения: ступень содержит рабочее колесо, лопатки которого установлены с перекрышей относительно сопловых лопаток. Профиль рабочих лопаток в зоне перекрыши выполнен из двух сопряженных между собой частей, первая из которых по ходу течения рабочей среды имеет профиль, аналогичный профилю рабочей лопатки по среднему диаметру ступени, Спинки первой и второй частей ориентированы против и по направлению холостого вращения рабочею колеса соответственно Уменьшение крутящего момента близко к нулевому значению, следовательно и вентиляционных потерь энергии на холостом вращении, что повышает экономичность. 5 ил.

L

Б Т (йиг.1

X -л

I

h

& S

Ч 5

II

л

U

3 15

ФигМ

tL

Шаг 5