Выхлопной патрубок турбомашины Советский патент 1981 года по МПК F01D25/30 

(54) ВЫХЛОПНОЙ ПАТРУБОК ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к выхлопным патрубкам турбомашин.

Известен выхлопной патрубок турбомашины, содержащий наружный и внутренний обводы проточной части и подвижный козырек с переменной в окружном направлении шириной 1.

Однако такое выполнение не обеспечивает достаточно высокой экономичности и надежности, так как устойчивое течение в рабочих лопатках последней ступени турбомашины сохраняется только до режимов, определяемых отклонением объемного расхода от номинального на 30%.

Известен также выхлопной патрубок турбомашины, содержащий наружный и внутренний обводы проточной части и расположенные между ними подвижные козырек и дефлектор, соединенные с механизмом осевого перемещения 2.

Однако и при таком выполнении не достигается потребный уровень экономичности и надежности, так как на частичных режимах имеют место вихревые течения, обуславливающие увеличение потерь в патрубке и относительное уменьщение надежности.

Цель изобретения - повыщение экономичности и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что дефлектор выполнен в виде упругого разрезного кольца, образующего при примыкании к наружному обводу с последним и внутренним обводом спиральную камеру, выходное отверстие которой расположено в меридианальной плоскости патрубка.

Причем торец козырька может быть выполнен по винтовой линии за одно целое .- с наружным обводом и имеет максимальную ширину в плоскости выходного отверстия камеры.

Кроме того, разрезное кольцо может быть

выполнено составным из поворотных пластин

оси поворота которых расположены по мень)5 щей мере по одной винтовой поверхности.

На фиг. 1 показан выхлопной патрубок, вид изнутри со стороны выходного отверстия на верхнюю половину; на фиг. 2 - аналогичный вид на патрубок, в котором дефлектор выполнен составным из поворотных 20 пластин.

Выхлопной патрубок содержит наружный и внутренний обводы 1 и 2 проточной части и расположенные между ними подвижные

козырек 3 и дефлектор 4, соединенные с механизмами 5 и 6 осевого перемещения соответственно. Дефлектор 4 соединен с механизмом 6 через систему стержней 7, проходящих через торцевую стенку 8 патрубка.

Дефлектор 4 выполнен в виде упругого разрезного кольца, образующего при примыкании к наружному обводу (в данном случае к козырьку 3, так как он выполнен за одно целое с обводом 1) с последним и внутренним обводом 2 спиральную камеру 9, выходное отверстие которой находится вне плоскости чертежа расположено в меридианальной плоскости патрубка (не показана). Торец 10 козырька 3 выполнен по винтовой линии и имеет максимальную ширину а в плоскости выходного отверстия камеры. Дефлектор 4 может быть выполнен составным из поворотных пластин 11, оси поворота которых расположены по меньшей мере по одной винтовой поверхности 12 (фиг. 2).

При работе турбомашины на номинальном режиме козырек 3 находится в крайнем левом положении и не влияет на течение в патрубке. Соответственно дефлектор 4 находится в крайнем правом положении и примыкает к торцевой стенке 8.

При появлении закрутки ядра потока в сторону врашения ротора, превышаюшей угол 35 - 37° от оси, механизм перемещения перемещает стержни 7 таким образом, что дефлектор 4 изменяет свою плоскую форму на винтовую и приближается одновременно к выдвигаемому ему навстречу воздействием механизма 5, козырьку 3. При состыковке козырька 3 с дефлектором ими и внутренним обводом 2 образуется спиральная камера 9 прямоугольного сечения с переменной шириной а в окружном направлении. Рабочее тело перемещается вдоль камеры 9 по спирали (при этом длина траектории не превышает длины одного витка) и выходит из камеры за пределы патрубка практически по кратчайшему расстоянию.

В случае выполнения дефлектора 4 из поворотных пластин 11 на номинальном режиме эти пластины 11 установлены в меридианальных плоскостях или под небольщими углами к ним. При возникновении значительной закрутки в сторону вращения ротора ядра потока на входе в патрубок пластины 9 поворачивают и они образуют

при этом гладкую винтовую поверхность, форма которой определяется формой винтовой поверхности 12 размещения осей пластин 11. Это приводит к тому, что между наружным обводом 1, пластинами 11, образуюшими дефлектор 4, и внутренним обводом образуется спиральная камера, аналогичная 9, но с переменным по площади и конфигурации сечением по форме, близким к неправильному четырехугольнику.

Повышение экономичности и надежности обуславливается тем, что при описанном выполнении практически исключается появление циркуляционных зон в патрубке (также как и в последних ступенях турбомашины), тем самым изменяется неравномерность

структуры и нестационарность течения.

Формула изобретения

5 и имеет максимальную ширину в плоскости выходного отверстия камеры.

0 винтовой поверхности.

.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2689216/24-06, кл. F 01 D 25/30, 1968.