Осевая многовенечная ступень турбомашины

(45) Дата опубликования описания 24,10.77ГОСАврстввнный нвмнтвт Саввта Министров СССР но делам изобретений(72) Авторы изобретени рамов и С. А. Смирновбы народов им. Патриса Лумумбь Университет 1) Заявите(54) ОСЕВАЯ МНОГОВЕНЕЧНАЯ СТУПЕНЬ ТУРБОМАШИН Изобретение относится к области турбостроения, в частности к осевым ступеням турбомашин, и может быть использовано в турбинах, предназначенных для привода агрегатов вспомогательного назначения, 5Известны осевые одновенечные ступени турбомашин с однодисковой конструкцией ротора, промежуточными сопловыми аппаратами и перепускными каналами в обвод ступени 1. Реализованный в этой конструкции 10 принцип многоступенчатого расширения рабочего тела снижает значение параметра К/С 0 (11 - окружная скорость рабочих лопаток, С 0 - скорость по адиабатическому перепаду). Однако высокие потери кинетической энергии 15 рабочего тела в перепускных каналах, обусловленные их конструктивным несовершенством (затянутый путь пара и необходимость поворота потока на 360 в радиальной плоскости), снижают экономичность турбомаши ны. Кроме того, перепуск рабочего тела в обвод ступени усложняет конструктивную схему и увеличивает металлоемкость турбомашины.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату 25 является осевая многовенечная ступень турбомашины, содержащая сопловые аппараты и многоярусные рабочие лопатки, нижние ярусы которых последовательно по ходу потока соединены с верхними перепускными ка налами 2. Однако большие потери энергии рабочего тела, вызванные несовершенством перепускных каналов и высокими скоростями газа при перепусках, снижают экономичность данной ступени, особенно при малых значениях параметра К/С 0Целью изобретения является повышение экономичности турбомашины при частичном подводе рабочего тела, Это достигается тем, что в предлагаемой ступени турбомашины верхний ярус рабочих лопаток первого венца соединен на выходе с входным сопловым аппаратом нижнего яруса этого венца.Перепускные каналы выполнены с конфузорным входным и диффузорным выходным участками, а их боковые стенки спрофплированы по винтовым поверхностям.На фиг. 1 изображена описываемая ступень, разрез; на фиг. 2 - развертка лопаточных аппаратов.Ступень турбомашины содержит входной сопловой аппарат 1, два венца двухъярусных рабочих лопаток 2 и 3, промсжуточныс сопловые аппараты 4 и 5 и двухъярусные направляющие лопатки 6. Ярусы лопаток соединены между собой перепускными каналами а и б, выполненными с конфузорным входным и диффузорным выходным участками. Боковые стенки каналов спрофилированы по винтовым поверхностям (см. фиг. 2).572575 фиг.1 3Ступень турбомашины работает следующим образом.Поток рабочего тела, пройдя через входной сопловой аппарат 1 и нижний ярус рабочих 2 и 3 и направляющих 6 лопаток, поступает в перепускной канал а и подводится через сопловой аппарат 4 к верхнему ярусу рабочих и направляющих лопаток. После расширения на верхнем ярусе ступени перепускной канал б, соединенный с промежуточным сопловым аппаратом 5, переводит поток на нижний ярус ступени (см, фиг. 2).Количество перепусков выбирают в зависимости от располагаемого теплоперепада и числа оборотов тур бомашины.Существенным преимуществом предлагаемой ступени является также то, что высокие коэффициенты использования кинетической энергии выходной скорости промежуточных потоков, обусловленные самой конструктивной схемой ступени и конструкцией перепускцых каналов, позволяют при выбранном числе подводов еще болес снизить параметр Ь/Со турбины за счет увеличения закрутки потоков (или потока) на выходе одного из двух ярусов ступени. При этом уменьшение НСо на 20 - 25/, по сравнению с его оптимальным значением может быть достигнуто практически без снижения экономичности ступени. Описываемая ступень, срабатывающая большие располагаемые теплоперепады при умеренных скоростях вращения, позволяет уменьшить габариты и снизить металлоемкость приводной турбины. 5Формула изобретения1. Осевая многовенечная ступень турбомашины, содержащая сопловые аппараты идвухъярусные рабочие лопатки, нижние ярусы которых последовательно по ходу потока10 соединены с верхними перепускными каналами, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при частичном подводе рабочего тела, верхний ярус рабочих ло.паток первого венца соединен на выходе с15 входным сопловым аппаратом нижнего яруса этого венца.2. Ступень по п. 1, отличающаяся тем,что перепускцые каналы выполнены с конфузорным входным и диффузорным выходным20 участками, а их боковые стенки спрофилировацы по винтовым поверхностям.Источники информации,принятые во вцимацие при экспертизе1. Беляев Н. П., Игнатовский Е. А., Лаза 25 рев Л. Я. Экспериментальное исследование одновенечцой ступени с перепускными каналами, Доклады Всесоюзной научно-технической конференции Проблемы совершенствования паровых турбин, выпуск 183, Калуга,зо 1972,2. Патент США Мо 2505660, кл. 60-226,опублик. 1944,аказ 27253 Изд.784НПО Государственного комипо делам изобр113035, Москва, ЖТираж 693ета Совета Министровения и открытийРаугпская паб д, 4/5 ПодписноР пография, пр. Сапунова, 2 едактор А. Пейсочеико Корректоры: О. Тюрина и И. Позняковская