Ступінь аксіального компресора турбомашини з барабанним ротором

 

Область техніки цього винаходу

[0001] Даний винахід відноситься до барабану осьового компресора турбомашини, більш конкретно до ступеня ротора такого компресора, враховуючи, що барабан може бути складений з складання кількох частин, відповідних різним щаблям ротора.

[0002] Ще більш конкретно, даний винахід відноситься до розмірів конструкції барабана осьового компресора турбомашини, при цьому передбачається, зокрема, зменшити розміри барабана.

Попередній рівень техніки цього винаходу

[0003] Як правило, барабан компресора являє собою, в загальному, симетричний порожнистий корпус при обертанні відносно його осі обертання, яка відповідає осі турбомашини. Порожнистий корпус має в загальному овальну або оживальную форму, відповідну формі потоку. Кілька рядів лопаток закріплені на барабані для освіти різних ступенів ротора, враховуючи, що кожна сходинка ротора взаємодіє зі ступенем статора, що складається з ряду лопаток статора, при цьому кожна пара ступенів ротора і статора, таким чином, утворюють ступінь стиснення компресора.

[0004] Напруги від відцентрових сил, що викликаються лопатками ротора на бараия. Забезпечення задовільного механічного опору барабана і лопаток, в той же час прагнення максимально зменшити барабан є важливим завданням для розробників.

[0005] Загальноприйнята конструкція, зокрема, розкрита в патентному документі США 4,784,572. Барабан складається загалом із гладкої оболонки, крім ущільнюючих елементів, призначених для взаємодії з зношуються матеріалом ущільнювальних кілець статора. На внутрішній поверхні на рівні лопаток ротора він оснащений елементами жорсткості. Ці елементи жорсткості утворюють нероздільну частину барабана і мають форму внутрішніх ребер, товщина яких більше на рівні їх кінців, спрямованих до внутрішнього простору барабана. Ці елементи жорсткості зазвичай називають «стрілками» з-за їх форми. Дані елементи жорсткості помітно обтяжують барабан з-за їх масивності. Останнє є результатом оптимального рішення між двома тенденціями, а саме тенденції додавання матеріалу для збільшення жорсткості барабана, і тенденції обмеження додавання матеріалу на барабан з-за відцентрових сил, і, враховуючи, що таке додавання матеріалу стає все більш невигідним у міру видалення матеріалу від осповерхности оболонки барабана. Ці ребра беруть участь у наданні жорсткості барабану. Вони також дають можливість вирівнювати лопатки ротора по відношенню до лопаток статора. Конструкція, запропонована в цьому документі, представляє інтерес з точки зору жорсткості, але, проте, їй властива значна масивність, що особливо негативно позначається на вазі самого компресора.

[0006] У патентному документі WBC 2-059-819 А розкритий барабан, крім того, в ньому викладено спроба запропонувати зменшену конструкцію барабана. Барабан головним чином складається з кількох секцій, зібраних за допомогою дифузійного зварювання. Барабан містить оболонку, оснащену внутрішніми ребрами з правого боку майданчиків оболонки, призначених для розміщення роторних лопаток. Оболонка містить на її зовнішній поверхні пару ребер з кожною секцією, призначеної для розміщення ряду лопаток. Ця пара ребер утворює U-подібну секцію приймача, призначену для прийняття хвостовика лопатки, спеціально сконструйованого для взаємодії з цим приймачем. Фіксація проводиться за допомогою вставки стрижня або петельок через U-образні секції та секції хвостовика лопатки. Ця конструкція, звичайно, забезпечує відповідну жестк�ка, а також має значну масу особливо через ребер і сполучного стрижня.

[0007] Європейська патентна заявка №08172923.0, подана заявником цієї заявки і ще не опублікована, розкриває зменшений барабан компресора, що містить, на додаток до оболонці, ряд секцій, кожна з яких призначена для прийняття ряду лопаток роторних, при цьому ці секції є піднятими по відношенню до оболонки. Зовнішня поверхня цих секцій, що обмежує потік газу, оснащена рядом отворів, при цьому кожне з цих отворів призначене для прийняття полиці лопатки. Полицю потім приварюють до цієї стінки. Ці отвори проходять в довжину майже всієї поверхні, що обмежує аеродинамічний потік газу. Такі отвори, просвердлені в секції стінки, є небажаними, оскільки вони частково послаблюють її.

[0008] Даний винахід має на меті запропонувати щабель барабанного ротора або барабан, частково усуває, щонайменше, один з відомих вищезазначених недоліків, більш конкретно, даний винахід має на меті запропонувати зменшений барабан.

Короткий виклад цього винаходу

[0009] Даний винахід являє собою ст�рохода газового потоку у напрямку, орієнтованому, в загальному, згідно осі обертання, при цьому ступінь ротора містить, загалом, симетричну стінку при обертанні щодо осі обертання, і утворює порожнистий корпус, причому вищезгадана стінка містить оболонку і кільцевої ділянка, призначена для закріплення ряду лопаток і виконаний як одне ціле з оболонкою; кожна з вищезазначених лопаток має передню кромку і задню крайку; відрізняється тим, що вищезгаданий кільцевої ділянка містить центральну частину, піднесену по відношенню до вищезгаданої оболонці, зовнішня поверхня якої обмежує газовий потік між лопатками і являє собою цільний блок, і виконана як одне ціле по периметру вищезазначеного кільцевого ділянки, що знаходиться вище по потоку кромки вищезгаданої центральній частині до передньої кромки ряду лопаток, та/або від знаходиться вище по потоку кромки вищезгаданої центральної частини до задньої кромки ряду лопаток.

[0010] Ця конструкція робить можливим отримання більш жорсткого барабана з меншими розмірами. Дійсно, факт підняття зони закріплення лопаток створює фіксує плече або полукоробка на рівні стінки під рядом лопаток, тобто в точності там, де иЕти, обмежує потік газу, не допускає ослаблення створеного таким чином фіксує плеча. У порівнянні з відомим рівнем техніки, ця конструкція замінює традиційні кріплення, такі як пази і фланці, а також масивні «стрілки», певною формою стінки на рівні ділянки, призначеної для кріплення лопаток. Внутрішня поверхня фіксуючого плеча або напівкоробки переважно не містить ребро, наприклад типу «стрілки», використовується тільки в якості елемента жорсткості та збільшує масивність. Лопатки можуть бути виконані як одне ціле з ротором або навіть бути приварені до розглянутої поверхні. Альтернативно, нижня частина лопаток може бути виконана як одне ціле з ротором, тоді як решта лопаток приварена до цієї частини.

[0011] Особливості, згідно з яким центральна частина являє собою цільний блок і виконана як одне ціле на окружності вищезазначеного кільцевого ділянки, що знаходиться вище по потоку кромки вищезгаданої центральній частині до передньої кромки ряду лопаток та/або від знаходиться нижче по потоку кромки вищезгаданої центральної частини до задньої кромки ряду лопаток, безумовно, становлять інтерес, але н�е опублікованій Європейської патентної заявки, яка потенційно може бути протиставлена.

[0012] Відповідно до одного кращого варіанту здійснення винаходу, зовнішня поверхня центральній частині кільцевого ділянки є в основному гладкою, і має, переважно, в основному, циліндричну, конічну або опуклу форму по довжині вищезгаданої поверхні згідно осі обертання.

[0013] Подібна конструкція зовнішньої поверхні центральної частини має перевагу, що гарантує хороші аеродинамічні характеристики.

[0014] Згідно з іншим кращого варіанту здійснення винаходу, щонайменше, одна частина кожної лопатки, переважно всі частини, виконана як одне ціле з кільцевим ділянкою. Альтернативно, лопатки можуть бути привариварени до їх основі в кільцевому ділянці. Можливі різні конфігурації з'єднання зварюванням, при цьому полку виконана як одне ціле з лопаткою або окремо від неї.

[0015] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу, ділянка кільцевої містить, щонайменше, одну посилює деталь, загалом перпендикулярну до осі обертання або нахилену переважно під кутом в середньому понад 40° до осі обертання, яка соеди і з'єднане з ділянкою закріплення. Згідно з різними розмірними характеристиками для ряду лопаток існує можливість забезпечити тільки одну центральну зміцнюючу деталь, що забезпечує з'єднання між оболонкою і кільцевим ділянкою. У цьому випадку, зміцнююча деталь могла б мати форму ребра в основному перпендикулярного осі обертання, а кільцевої ділянку міг би мати форму паска. Оболонка звільнилася б від підсилює деталі на її внутрішньої поверхні праворуч від підсилює деталі.

[0016] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу, ділянка кільцевої містить знаходиться вище по потоку посилює деталь, що з'єднує центральну частину з розташованої вище і нижче по потоку підсилює деталлю оболонки, з'єднуючи центральну частину з оболонкою нижче по потоку. Наявність двох підсилюють деталей, що забезпечують з'єднання центральної частини з оболонкою, що забезпечує оптимальну стабільність кільцевого ділянки закріплення лопаток.

[0017] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу, що підсилюють деталі або, щонайменше, одна з підсилюють деталей в основному перпендикулярна осі обертання або нахилена під кутом в середньому понад 40° до осі вращ�ть варіювати поздовжню жорсткість барабана і, отже, повздовжні динамічні характеристики барабана. Таким чином, ця міра може дати можливість контролю над модами вібрації стосовно технічно необхідного зазору між елементами ротора і статора.

[0018] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу, внутрішня поверхня центральній частині і частин, розташованих вище і нижче по потоку від кільцевого ділянки, утворюють відкриту кільцеподібну порожнину по напрямку до внутрішнього простору порожнистого корпусу ступеня ротора. Ця міра визначає оптимальну форму фіксуючого плеча, забезпечує елемент жорсткості, при цьому зводячи до мінімуму використання матеріалу.

[0019] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу секція кільцевого ділянки в площині, що проходить через вісь обертання, має в основному U-подібний профіль, який розкривається у напрямку до осі обертання.

[0020] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу підсилюють деталі або, щонайменше, одна з підсилюють деталей виступає з оболонки в напрямку до внутрішньої поверхні порожнистого корпусу. Ці виступаючі частини вигідно збільшують жесткосоединение знаходиться вище по потоку підсилює деталі з центральною частиною кільцевого ділянки в основному виконано врівень, у напрямку, перпендикулярному до осі обертання, з перетином передньої кромки ряду лопаток з вищезазначеної центральною частиною, та/або з'єднання розташованої нижче по потоку підсилює частини з центральною частиною вищезгаданого кільцевого ділянки в основному виконано врівень, в напрямку, перпендикулярному до осі обертання, з перетином задньої кромки ряду лопаток з вищезазначеної центральною частиною. Така схема розташування уможливлює оптимізацію поглинання напруг, що викликаються лопатками при обертанні.

[0022] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу з'єднання розташованої вище і/або нижче по потоку підсилює деталі з центральною частиною ділянки закріплення відсунуто від розташованої вище і/або нижче по потоку кромки, відповідно, вище згаданої центральній частині, так, що знаходиться вище та/або нижче по потоку кромка вищезгаданої центральній частині виступає. Той факт, що з'єднуються частини злегка відсунуті назад від відповідних країв центральній частині, дозволяє обмежити деякі концентрації напружень в лопатці.

[0023] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу з'єднання ротоку від перетину передньої кромки ряду лопаток із згаданою вище центральною частиною, та/або з'єднання знаходиться нижче по потоку підсилює деталі з центральною частиною вищезгаданого ділянки відсунуто вище по потоку від перетину задньої кромки ряду лопаток з вищезазначеної центральною частиною.

[0024] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу центральна частина проходить згідно осі обертання від передньої крайки до задньої кромки ряду лопаток.

[0025] Згідно ще одному кращого варіанту здійснення винаходу центральна частина проходить згідно осі обертання, переважно тільки від місця з'єднання передньої кромки до місця з'єднання задньої кромки ряду лопаток.

[0026] Даний винахід також являє собою барабан осьового компресора турбомашини, що містить, щонайменше, одну сходинку, бажано кілька ступенів, типу описаного раніше в даному описі.

[0027] Інші відмітні особливості і переваги цього винаходу будуть більш зрозумілі при використанні опису і графічного матеріалу.

Короткий опис графічного матеріалу

[0028] На фіг.1 зображено частковий вид у розрізі компресора, що містить барабан з декількома ступенями ротора відповідно до изоа згідно з винаходом.

[0030] На фіг.3 зображений частковий вид у розрізі другого альтернативного варіанту ступеня ротора відповідно до винаходом.

[0031] На фіг.4 зображений частковий вид у розрізі третього альтернативного варіанту ступеня ротора відповідно до винаходом.

[0032] На фіг.5 зображено частковий вид у розрізі четвертого альтернативного варіанту ступеня ротора відповідно до винаходом.

[0033] На фіг.6 зображений частковий вид у розрізі п'ятого альтернативного варіанту ступеня ротора відповідно до винаходом.

Опис варіантів здійснення цього винаходу

[0034] Компресор, що містить барабан або ротор згідно винаходу показаний на малюнку 1. Це вид в розрізі ротора 2 статора 8. Барабан 2 складається з, загалом, симетричною стінки 4 при обертанні навколо осі обертання, таким чином, ця стінка 4 утворює порожнистий корпус овальної або ожівальной форми. Стінка 4 містить оболонку, задає загальну форму барабана. Для простоти ілюстрації, фігура 1 показує тільки верхню половину групи ротора 2 і статора, враховуючи, що інша, нижня половина є симетричною верхній половині відносно осі обертання. Те ж саме відноситься до статора 8. Статор 8 і ротор 2 очерчиваєля цього ротор 2 містить нагнітач 10 (частково поданий крайнім зліва на фігурі) та три паралельні ряди лопаток 14. Ці лопатки 14 жорстко прикріплені до барабана 2 і, таким чином, обертаються разом з ним. Між рядами лопаток 14 ротора розміщені ряди лопаток 12 випрямляча. Верхні кінці лопаток 12 випрямляча жорстко прикріплені до стінки 6 статора 8. Кожний ряд лопаток 12 становить ґрати випрямляча, що має функцію випрямлення газового потоку, що приходить від ряду лопаток 14 ротора, прямо вверх по потоку. Один ряд лопаток ротора в поєднанні з одним рядом лопаток статора безпосередньо нижче по потоку становить одну ступінь компресора. У випадку фіг.1, наприклад, компресор складається з трьох ступенів. Між нагнітачем 10 і першим рядом лопаток 14 ротора присутній ряд лопаток статора. Цей ряд лопаток випрямляє потік газу, що генерується нагнітачем 10.

[0035] Як можна бачити на фіг.1, лопатки 12 випрямляча закріплені на зовнішніх ущільнювальних кільцях, утворюючи стінку 6 статора 8. Нижні кінці лопаток кожного ряду статора вбудовані у внутрішнє кільце ущільнювача 18, відповідно. Кожне внутрішнє кільце 18 має такі розміри, щоб з'єднувати між собою лопатки статора і тісно взаємодіяти з ротором 2. Фактично, кожне кільце містить на своїй внутрішній пове, має здатність утворювати поглиблену доріжку, що утворить лабіринт, при терті про ущільнювальні елементи 16 оболонки ротора. Ці ущільнювальні елементи 16 являють собою кільцеві ребра, передбачені на зовнішній поверхні ротора 2 по відношенню до внутрішніх ущільнювальним кільцям 18, відповідно. Ці ребра проходять в площині, загалом, перпендикулярній осі обертання ротора, і являють собою зовнішню крайку у формі загостреного кінця для зіткнення з зношуються матеріалом, щоб забезпечити певну непроникність, при цьому максимально зменшуючи контактну поверхню і, таким чином, сили тертя.

[0036] Ротор або барабан, представлений на фіг.1 - це моноблок, тобто його стінка 4 виконана як цілісний блок. Лопатки 14 ротора, щонайменше, їх хвостовики або нижні частини також виконані як одне ціле зі стінкою 4. Хоча цього не видно на фігурі, кожна з роторних лопаток може складатися з нижньої частини, виконана як одне ціле з ротором, і верхньої частини, яка закріплена на нижній частині, переважно за допомогою якого-небудь загальноприйнятого процесу з'єднання, як зварювання. Стінка 4 ротора виконана з металевого матеріалу, такого виробляється механічна обробка. Стінка 4 містить оболонку, очерчивающую опуклу загальну циліндричну форму, або навіть овальну або оживальную, на якій встановлені ущільнювальні елементи 6. На додаток до оболонці, стінка також містить ділянки, призначені для закріплення лопаток ротора. Ці ділянки мають певну геометрію, призначену для оптимізації жорсткості ротора, а також його маси.

[0037] Таким чином, ротор містить три таких ділянки, сконструйованих схожим чином. Так, ділянка закріплення перших рядів лопаток ротора буде описано більш докладно, враховуючи, що даний опис також застосовно до інших щаблях ротора.

[0038] Ділянку закріплення стінки 4 має кільцеву форму і складається по суті з двох частин 20 і 22 стінки у вигляді ребер, в основному, перпендикулярних осі обертання, і центральної частини 21, на якій встановлено ряд лопаток. Центральна частина 21, таким чином, піднята по відношенню до сусідньої стінки, утворює оболонку. Таке підняття в напрямку, в основному перпендикулярному до осі обертання, і орієнтована за напрямом від центру порожнистого корпусу, дає можливість зовнішньої поверхні центральної частини 21 перебувати на рівні внутрішніх поверхонь суміжних уплотнинаходятся на певній відстані від оболонки, з-за висоти ущільнювальних елементів і необхідної товщини ущільнювального кільця. Таким чином, внутрішні поверхні ущільнювальних кілець і центральних частин 21 кільцевих ділянок, які обмежують газовий потік, в основному збалансовані і взаємно орієнтовані так, щоб забезпечувати як можна менш обурений потік.

[0039] Центральна частина 21 кільцевого ділянки кріплення має, як правило, в основному прямий або злегка вигнуте поперечний переріз так, щоб відповідати загальній формі газового потоку ротора. Ця центральна частина має, в основному, кільцеву форму, при цьому хвостовики лопаток виконано як одне ціле з нею. Вона має довжину в поздовжньому напрямку, яка, по суті, відповідає ширині в цьому напрямку хвостовиків лопаток з їх сполуками. Центральна частина 21, таким чином, утворює в основному кільцеву полицю для ряду лопаток. Знаходяться вище 20 і нижче 22 по потоку бічні частини у формі ребер, що з'єднують цю полицю з іншою оболонкою. Ділянка кільцевого кріплення лопаток, таким чином, утворює кільцеподібне поглиблення всередині порожнього корпусу і відкрите до останнього, у напрямку осі обертання. Перетин кільцевого ділянки в плоскост�і обертання.

[0040] Сполуки знаходяться вище 20 і нижче 22 по потоку бокових частин з центральною частиною є такими, що вони знаходяться на певній відстані від відповідних решт полиці, утвореної центральною частиною. З'єднання знаходиться вище по потоку частини 20 з центральною частиною 21 в основному виконано врівень (перпендикулярно до осі обертання) з передньою кромкою лопатки, кажучи точніше, врівень з перетином продовження передньої кромки лопатки з полицею. Те ж саме відноситься до частини стінки, що знаходиться нижче по потоку, і задньої кромки лопатки. Полку, утворена центральною частиною, таким чином, являє виступаючу вище по потоку бічну крайку і, схожим чином, виступаючу нижче по потоку бічну крайку. Ця конструкція дає можливість оптимізувати поглинання відцентрових напруг, що викликаються лопатками. Дійсно, масивність лопаток присутні по всій їх ширині, так, що факт забезпечення утримування полки на певній відстані від її знаходяться вище і нижче по потоку кромок, дає можливість уникнути несприятливої концентрації напруг на рівні з'єднання. Більш того, ці конструкційні заходи поміщають певний простір між находяѺой, при цьому це простір дає можливість зрушити ближче ряди лопаток ротора і статора, відповідно, що значно зменшує загальну вагу компресора.

[0041] Знаходяться вище 20 і нижче 22 по потоку частини стінки кільцевого ділянки виступають з оболонки в напрямку до центру порожнистого корпусу, утворюючи, таким чином, внутрішні ребра 24 і 26 підлогою корпусі. Вони роблять внесок у посилення ротора, і мають перевагу в тому, що їх масивність частково відсунута від оболонки і, таким чином, знаходиться ближче до осі обертання.

[0042] Слід зауважити, що хвостовики лопаток не обов'язково повинні бути виконані як одне ціле з ротором. Справді, цілком можливо передбачити гладкий ділянку закріплення, можливо оснащений отвором для забезпечення або посилення подальшого закріплення лопаток. Лопатки можуть бути, фактично, просто приварені до їх хвостовикам в ділянці закріплення на зовнішній поверхні центральної частини 21. Лопатки також можуть мати у їх хвостовиків поверхню, порівнянну з фіксується полицею, яка призначена для вставки у відповідний отвір кільцевого ділянки, і подальшого приварювання там. У цьому випадку, ця полиця ідеально мала б зменшений � і задньої крайок.

[0043] Слід також зауважити, що стінка ротора не обов'язково повинна бути виконана у вигляді однієї єдиної деталі. Фактично, може навіть необхідно передбачити декілька призначених для складання секцій. Така конструкція робить можливим істотну економію матеріалу, втрачається при механічній обробці, оскільки вона припускає початкове завдання форми допомогою штампування, яка буде значно ближче до остаточної формі. Результатом є зменшення втрат матеріалу, що видаляється при механічній обробці, а також зменшення часу механічної обробки.

[0044] Фіг.2 показує перший альтернативний варіант конструкції кільцевого ділянки закріплення ротора. Стрілка вказує напрямок газового потоку. Цей перший альтернативний варіант відрізняється від цієї конструкції на різних щаблях ротора, зображеного на фіг.1, головним чином, в тому, що знаходяться вище 20 і нижче 22 по потоку бічні частини з'єднані з оболонкою заокругленнями і, таким чином, більше не виступають з оболонки в напрямку до центру порожнистого корпусу. Закруглення стінки мають перевагу в тому, що вони зменшують концентрації напруг на рівні з'єднань між бокоЅ ребер, присутніх в конструкції, що зображена на фіг.1. З'єднання знаходяться вище 20 і нижче 22 по потоку бічних частин стінки з полицею або центральною частиною 21 знаходяться на певній відстані від відповідних знаходяться вище 30 і нижче 32 по потоку кромок, і злегка відсунуті у напрямку до внутрішнього простору поглиблення, утвореного перпендикулярностью передній 27 і задній 28 кромок, відповідно.

[0045] Фіг.3 показує другий альтернативний варіант конструкції кільцевого ділянки закріплення лопаток ротора. Стрілка вказує напрямок газового потоку. Цей альтернативний варіант відрізняється від конструкції, зображеної на фіг.1, головним чином, тим, що знаходяться вище 20 і нижче 22 по потоку бічні частини стінки нахилені по відношенню до перпендикуляру до осі обертання. Цей нахил має перевагу, що полягає в контролі жорсткості барабана відповідно до його осі обертання, і в той же час зберігаються переваги конструкції, зображеної на фіг.1. Ротор фактично може піддаватися поздовжньої вібраційної динаміці з-за певних модів вібрації в цьому напрямі. Факт нахилу однієї або інший бічних частин стінки на рівні ділянки закріплення дає можли�ханический зазор між знаходиться вище 30 або нижче 32 за потоком кромки і прилеглої кромкою внутрішнього ущільнювального кільця.

[0046] На фіг.4 зображений третій альтернативний варіант конструкції кільцевого ділянки закріплення лопаток ротора. Стрілка вказує напрямок газового потоку. На фігурі представлена головним чином комбінація конструкцій, зображених на фіг.2 та 3, з тією особливістю, що знаходяться вище 20 і нижче 22 по потоку бічні частини нахилені, як на фіг.3, і з'єднані з оболонкою допомогою округлених секцій, як на фіг.2. Ця конструкція, як наслідок, має об'єднані переваги варіантів здійснення фігур 2 і 3.

[0047] На фіг.5 зображено четвертий альтернативний варіант конструкції кільцевого ділянки закріплення лопаток ротора. Стрілка вказує напрямок газового потоку. Цей альтернативний варіант відповідає конструкції, зображеної на фіг.4, проте, з тим розходженням, що одна з бічних частин, наприклад, що знаходиться нижче по потоку частина 22, головним чином, перпендикулярна осі обертання і не нахилена. В цьому конкретному випадку, що знаходиться нижче по потоку бічна частина 22 не має якого-небудь з'єднання з оболонкою. Ця конструкція може бути кращою для останнього ряду лопаток. Це дає можливість підтримувати жорсткість при значних радиальнальтернативний варіант конструкції кільцевого ділянки закріплення лопаток ротора. Стрілка вказує напрямок газового потоку. Цей альтернативний варіант пов'язаний з конструкціями, показаними на фігурі 1, де, однак, внутрішні ребра 24 і 26 більше не виступають у напрямку до осі обертання, а виступають за напрямом одне до іншого, тобто в поздовжньому напрямку.

[0049] Важливо зауважити, що різні альтернативні конструкції ділянок закріплення лопаток ротора є суто ілюстративними, а не обмежувальними. Таким чином, існують інші схожі конструкції у відповідності з винаходом.

[0050] Більш того, слід зауважити, що кожна сходинка ротора може мати конструкцію кільцевого ділянки закріплення лопаток, які будуть відповідної їй згідно різними параметрами вибору розмірів.

[0051] В описі винаходу, яке було наведено вище, стінка, складова оболонку, і кільцевої ділянку закріплення сходи виконані у вигляді цілісного блоку. Хоча цей варіант здійснення здається найбільш практичним в даний час, слід зауважити, що даний винахід допускає виконання стінки ступеня ротора з декількох зібраних секцій стінки, наприклад, за допомогою зварювання.

1. Ступінь аксіального компресора турбомашини з �авлении, орієнтованому, в загальному, згідно осі обертання, ступінь ротора містить в основному симетричну стінку (4) при обертанні щодо осі обертання, і утворює порожнистий корпус, причому вищезгадана стінка містить оболонку і кільцевої ділянку (20, 21, 22), призначений для закріплення ряду лопаток (14) і виконаний як одне ціле з оболонкою; відрізняється тим, що вищезгаданий кільцевої ділянка містить центральну частину (21), піднесену по відношенню до вищезгаданої оболонці, зовнішня поверхня якої обмежує потік газу між лопатками (14).

2. Ступінь по п. 1, яка відрізняється тим, що кільцевої ділянка являє собою цільний блок по периметру вищезазначеного кільцевого ділянки, що знаходиться вище по потоку крайки (30) вищезгаданої центральній частині (21) до передньої крайки (26) ряду лопаток (14), та/або від знаходиться нижче по потоку крайки (32) вищезгаданої центральній частині (21) до задньої кромки (28) ряду лопаток.

3. Ступінь по п. 1, яка відрізняється тим, що зовнішня поверхня центральній частині (21) кільцевого ділянки є в основному гладкою, і має, переважно, в основному, циліндричну, конічну або опуклу форму по довжині вищезгаданої поверхні згідно осі вращени лопаток (14) виконана як одне ціле з кільцевим ділянкою (20, 21, 22), або кожна лопатка (14) приварена до вищезазначеного кільцевому дільниці(20, 21, 22).

5. Ступінь по п. 1, яка відрізняється тим, що ділянка кільцевої містить, щонайменше, одну посилює деталь (20, 22), в загальному перпендикулярну до осі обертання або нахилену переважно під кутом в середньому понад 40° до осі обертання, яка з'єднує центральну частину (21) з оболонкою.

6. Ступінь по п. 1, яка відрізняється тим, що ділянка кільцевої містить знаходиться вище по потоку посилює деталь (20), що сполучає центральну частину (21) з оболонкою вище по потоку, що знаходиться нижче по потоку посилює деталь (22), що сполучає центральну частину (21) з оболонкою нижче по потоку.

7. Ступінь по п. 5, що відрізняється тим, що підсилюють деталі або, щонайменше, одна з підсилюють деталей (20, 22) в основному перпендикулярна осі обертання або нахилена під кутом в середньому понад 40° до осі обертання, переважно, під кутом в середньому більше 50°.

8. Ступінь по п. 6, відрізняється тим, що внутрішня поверхня центральній частині (21) і знаходяться вище (20) і нижче (22) по потоку частини ділянки закріплення ряду лопаток утворюють відкриту кільцеву порожнину по напрямку до внутрішнього простору порожнистого корпусу ступені роторЕь обертання, має в основному U-подібний профіль, який розкривається у напрямку до осі обертання.

10. Ступінь по п. 5, що відрізняється тим, що, підсилюють деталі або, щонайменше, одна з підсилюють деталей (20, 22) виступає з оболонки в напрямку до внутрішньої поверхні порожнистого корпусу.

11. Ступінь по п. 6, відрізняється тим, що з'єднання знаходиться вище по потоку підсилює деталі (20) з центральною частиною (21) кільцевого ділянки в основному виконано врівень, в напрямку, перпендикулярному до осі обертання, з перетином передньої кромки (27) ряду лопаток з вищезазначеної центральною частиною (21), та/або з'єднання знаходиться нижче по потоку підсилює деталі (22) з центральною частиною вищезгаданого кільцевого ділянки в основному виконано врівень, в напрямку, перпендикулярному до осі обертання, з перетином задньої кромки (28) ряду лопаток з вищезазначеної центральною частиною (21).

12. Ступінь по п. 6, відрізняється тим, що з'єднання знаходиться вище (20) і/або нижче (22) по потоку підсилює деталі з центральною частиною (21) кільцевого ділянки відсунуто від знаходиться вище (30) і/або нижче (32) за потоком кромки, відповідно, вищезгаданої центральній частині (21), так, що знаходиться вище та/або нижче м, що з'єднання знаходиться вище по потоку підсилює деталі (20) з центральною частиною (21) кільцевого ділянки відсунуто нижче по потоку від перетину передньої кромки (27) ряду лопаток з вищезазначеної центральною частиною (21), та/або з'єднання знаходиться нижче по потоку підсилює деталі (22) з центральною частиною (21) вищезазначеного кільцевого ділянки відсунуто вище по потоку від перетину задньої кромки (28) ряду лопаток з вищезазначеної центральною частиною (21).

14. Ступінь по п. 1, яка відрізняється тим, що центральна частина (21) проходить згідно осі обертання від передньої кромки (27) до задньої кромки (28) ряду лопаток.

15. Ступінь по п. 1, яка відрізняється тим, що центральна частина (21) проходить згідно осі обертання переважно тільки від місця з'єднання передньої кромки (27) до місця з'єднання задньої кромки (28) ряду лопаток.

16. Барабан (2) аксіального компресора турбомашини, що містить, щонайменше, одну сходинку, бажано кілька ступенів, згідно одному з попередніх пунктів.



 

Схожі патенти:

Тороїдальна газова турбіна прикордонного шару

Корпус горіння містить тороїдальні камеру горіння, воспринимающую спричинені горінням відцентрові сили, що виникають при займанні завихрення текучого середовища горіння по всій зазначеної тороїдальної камери горіння; і випускний отвір зазначеної тороїдальної камери горіння. Турбіна горіння містить вал, кілька рознесених в просторі дисків, радіально сполучених із зазначеним валом по центру зазначених декількох дисків; і камеру горіння. Камера горіння вміщує піддану горіння текуче середовище і має щонайменше одну стінку, неповністю навколишнє зазначені декілька дисків. Піддана горіння текуча середовище протікає з зазначеної камери горіння і перенаправляється для її протікання між сусідніми поверхнями зазначених декількох дисків, таким чином обертаючи зазначені декілька дисків. Досягається простота конструкції і збільшення виходу енергії шляхом забезпечення більш ефективного споживання палива в більшій кількості, а також шляхом повідомлення більшого обертання продуктів горіння. 4 н. і 12 з.п. ф-ли, 9 іл.

Реактивна турбіна

Реактивна турбіна містить вал турбіни і складальні вузли сопел. Складальні вузли сопел встановлено один за одним в осьовому напрямку і мають отвір для вприскування. Кожен вузол сопел включає сполучені один з одним пластини, причому отвір для вприскування сформовано накладеної на поверхні пластин. Складальний вузол сопел розміщений у кожусі, що включає впускний і випускний отвори і з'єднує їх пропускної канал. У пропускному каналі кожуха розташований складальний вузол сопел з можливістю обертання, причому пропускний канал в кожусі і отвір для вприскування складальних вузлів сопел розташовані по черзі. Кожух включає перший кожух з впускним отвором, другий кожух з випускним отвором і безліч третє кожухів, встановлених уздовж осьового напрямку між першим і другим кожухами. Між сусідніми кожухами розташовані розділові пластини, що відокремлюють складальні вузли сопел один від одного. В одному варіанті виконання турбіни на внутрішньому колу третього кожуха сформовано множину ударних стінок. В іншому варіанті складальний вузол сопел включає кільцевий елемент, розташований між пластинами і утворює камеру уприскування, що має отвір для вприскування, прохід�верстия для вприскування у складальному вузлі сопел, розташованому на стороні випускного отвору в кожусі, є більшою, ніж у складального вузла сопел на стороні впускного отвору в кожусі. У наступному варіанті виконання кількість отворів для вприскування у складальному вузлі сопел, розташованому на стороні випускного отвору в кожусі, є більшим, ніж у складальному вузлі сопел на стороні впускного отвору в кожусі. В іншому варіанті впускний отвір у кожусі сформовано в центрі обертання складального вузла сопел, а випускний отвір у кожусі розташоване в місці розташування зовнішньої окружності складального вузла сопел. Кожен складальний вузол сопел включає згаданий вище кільцевий елемент, який утворює камеру уприскування і містить стінки уприскування, кожна з яких має сформоване в ній отвір для вприскування, і опорну стінку, яка з'єднує стінки уприскування. Група винаходів дозволяє спростити складання реактивної турбіни і зменшити її габарити. 6 н. і 25 з.п. ф-ли, 21 іл.

Радіальний детандер

Винахід відноситься до радіального детандеру. Радіальний детандер містить щонайменше одну секцію радіального детандера, розташовану в єдиному корпусі. Секція радіального детандера містить лопатки крильчатки, а також безліч діафрагм. Лопатки крильчатки скомпоновані у дві або більше щаблі між підшипниками на одному валу. Діафрагми з'єднані в осьовому напрямку. Кожна діафрагма містить відвід крутовигнутий для з'єднання сусідніх східців. Кожен з крутозагнутих відводів забезпечений сопловой лопаткою і поворотної лопаткою. Кожна секція має газовий вхід і газовий вихід. Газовий вхід повідомляється зі всмоктуючим отвором єдиного корпусу. Газовий вихід повідомляється з випускним отвором єдиного корпусу. Винахід спрямовано на підвищення надійності детандера. 4 іл.

Регенерація енергії

Винахід відноситься до способу регульованою регенерації енергії реакції окислення, при якій утворюється газовий потік, яку реакцію здійснюють в реакторі окислення безперервної дії, в який подають газоподібний окислювач. Спосіб включає: (a) нагрівання газового потоку до температури щонайменше 800°C; (b) направлення газового потоку на ступінь турбіни внутрішнього згоряння з відкритим циклом, в якій є турбінне колесо, поєднане з компресором, якою компресор стискає газоподібний окислювач, що подається в реактор; (c) регулювання тиску на щаблі турбіни; (d) підтримання тиску на щаблі турбіни в діапазоні більше мінімальної величини, відповідної енергетичної потреби компресора на стиснення газоподібного окислювача, що подається в реактор окислення, і менше максимальної величини, визначається межами газової турбіни по потужності або тиску, шляхом додавання газу в газовий потік; (e) забезпечення розширювального пристрою або допоміжного компресора після компресора газової турбіни по технологічному потоку на вході газоподібного окислювача в реактор окислення. Винахід відноситься до способу окиснення преку�ения дозволяє турбіні ефективно функціонувати. 2 н. і 6 з.п. ф-ли, 10 іл.

Радіальна турбіна

Винахід відноситься до радіальним турбін і призначений для перетворення енергії робочого тіла, в якості якого можуть бути використані вода або газ, наприклад повітря, в енергію обертання вала агрегату. Вода, що володіє потенційною енергією повного напору, з водосховища надходить у вузол подачі робочого тіла в патрубок 10. З сопла 11 вода, що володіє найбільшою швидкістю, при даному тиску надходить у кільцеву порожнину 5 між корпусом 1 і робочим колесом 3. Там вода, що володіє кінетичною енергією, рухається по колу. Надходить у кільцеву порожнину 5 з сопла 11 вода витісняє володіє кінетичною енергією зайву воду з кільцевої порожнини 5 в порожнині лопаток 4, де вона віддає свою кінетичну енергію робочого колеса 3, забезпечуючи його обертання. З лопаток 4 робочого колеса 3 вода через його середню частину без опору йде в злив. Всі лопатки 4 робочого колеса 3 навантажені одночасно і однаково незалежно від відстані до сопла. Винахід направлено на спрощення конструкції, підвищення її надійності з одночасним спрощенням управлінням турбіною. 2 з.п. ф-ли, 2 іл.

Пневматичний двигун миронова (варіанти) і включає його транспортний засіб

Винахід відноситься до області машинобудування, зокрема до пневмодвигателям, що працюють від стисненого повітря, які можуть бути використані в якості заміни електродвигунів для приводу різних машин і механізмів, а також в якості заміни двигунів внутрішнього згоряння для приводу транспортних засобів. Пневматичний двигун включає статор 8 з внутрішньою циліндричною поверхнею, з фланцями, розташованими на його торцях із, щонайменше, одним впускним отвором, сумісним з джерелом стисненого повітря і з, щонайменше, одним випускним отвором, ротор 10, ексцентрично встановлений всередині статора 8. Ротор 10 виконаний у вигляді циліндра з, щонайменше, двома осьовими отворами 11, орієнтованими вздовж його осі і проходять по периферії цього циліндра. Кожне з цих осьових отворів 11 повідомляється з зовнішньою циліндричною поверхнею ротора 10 допомогою поздовжнього паза 9 або, щонайменше, одного стикувального отвори, призначених для послідовної стикування зі згаданими впускним і випускним отворами статора 8. Згадані осьові отвори 11 виконані глухими з двох сторін. Винахід спрямовано на збільшення крутного моменту �

Парова турбіна

Винахід відноситься до галузі теплоенергетики, до турбостроенію і може бути використано при проектуванні і модернізації парових турбін. Парова турбіна включає ротор з робочими лопатками, циліндр з встановленим на ньому кінцевим ущільненням і колектор подачі пари на ущільнення. Колектор з'єднаний за допомогою трубопроводу з кінцевим ущільненням турбіни. У просторі між ротором, циліндром і кінцевим ущільненням встановлений направляючий апарат, вхід якого з'єднаний трубопроводом з колектором подачі пари на ущільнення, а вихід з вихлопним патрубком турбіни. Винахід дозволяє підвищити надійність турбіни. 1 іл.

Роторно-вихрова машина

Винахід відноситься до гідравлічних машин необъемного витіснення, а саме до конструкції роторно-вихрових машин. Вихрова машина містить статор, ротор і утворену між ними робочу камеру. Робоча камера повідомлена з каналами для підведення та відведення робочого середовища. Ширина перерізу робочої камери дорівнює різниці між максимальним і мінімальним радіусами робочої камери, що визначаються відповідно як відстань від осі машини до найбільш віддаленої точки робочої камери і відстань від осі до найбільш близької точки робочої камери. В робочій камері розташовані лопатки і роздільник, пов'язані відповідно зі статором і ротором. Кожна лопатка містить передню кромку, звернену до ротора і встановлену під кутом β=5÷20° до меридіональної площині, що проходить через центр передньої кромки лопатки. Середня лінія поперечного перерізу лопатки, проведена через центр передньої кромки, нахилена до зазначеної меридіональної площині під кутом α=5÷60°. Передня кромка виконана плоскої з утворенням гострого краю між площиною кромки і поверхнею лопатки, зверненої до статора. Площина кромки паралельна площині поперечного перерізу статора. Винахід забезпечує возможтройства. 3 з.п. ф-ли, 2 іл.

Багатоступенева радіальна турбіна

Багатоступенева радіальна турбіна містить поворотний вал, групу роторних лопаток, групу сопел і з'єднувальний канал. Роторні лопатки встановлені на валу через проміжки і направляють потік робочого середовища, що надходить в радіальному напрямку, по суті в поздовжньому напрямку. Сопла встановлені на верхній за течією боці кожної роторної лопатки і прискорюють потік робочого середовища. З'єднувальний канал має вигнутий U-подібний ділянку, лопатевий ділянка і ділянка зворотного вигину. Вигнутий U-подібний ділянку відхиляє потік робочого середовища, що надходить в поздовжньому напрямку валу від роторної лопатки, назовні в радіальному напрямку. Лопатевий ділянка містить групу відхиляючих лопатей, відхиляючих потік робочого середовища в напрямку обертання роторних лопаток з проведенням потоку робочого середовища з вигнутого U-образного ділянки назовні в радіальному напрямку. Ділянка зворотного вигину відхиляє всередину в радіальному напрямку потік, що виходить з лопатевого ділянки назовні в радіальному напрямку. Вигнутий U-подібний ділянка має площу перерізу кінця, близького до лопатевого ділянці, на його нижньої за потоком стороні, не перевищує 0,8-0,9 площі його перерізу у концизить втрати, пов'язані з витоками через підшипники, підтримують вал турбіни. 1 з.п. ф-ли, 2 іл.

Система вентиляції і спосіб її складання

Вентиляційний пристрій (14) для використання з обертальним елементом (18) включає в себе кожух (16), що включає в себе кришку і випускний ділянку, що проходить від кришки. Кришка - порожниста та утворює всередині себе порожнину. Внутрішня частина випускного ділянки повідомляється з порожниною. Кришка включає в себе зовнішню поверхню (58), що містить, принаймні, один з отворів - перше (38) і друге (42), при цьому перше і друге отвори можуть пропускати через себе текуче середовище (62). Обертовий елемент (18) триває, щонайменше, частково через перше і/або друге отвір, так що обертання згаданого обертового елемента створює закручування потоку текучого середовища, що змушує її проходити всередину через перше і/або друге отвір і назовні через згаданий випускний ділянку. Технічний результат полягає у виключенні нагрівання кожуха вентилятора. 2 н. і 8 з.п. ф-ли, 3 іл.
Up!