PL236855B1 - Segment of the inward-flow turbine rotor - Google Patents
Segment of the inward-flow turbine rotor Download PDFInfo
- Publication number
- PL236855B1 PL236855B1 PL422937A PL42293717A PL236855B1 PL 236855 B1 PL236855 B1 PL 236855B1 PL 422937 A PL422937 A PL 422937A PL 42293717 A PL42293717 A PL 42293717A PL 236855 B1 PL236855 B1 PL 236855B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- segment according
- blades
- segment
- pins
- diameter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Segment wirnika turbiny dośrodkowej składa się z pierwszego pierścienia mocującego (1), do którego zamocowany jest końcami zestaw łopatek (3) rozmieszczonych wzdłuż pierwszego pierścienia mocującego (1) z zachowaniem równomiernych odstępów pomiędzy łopatkami (3), a z drugiej strony tego pierścienia (1) są przymocowane trzpienie łączące (4) i drugie końce trzpieni są przymocowane do tarczy (5). Z drugiego końca łopatki (3) są mocowane do drugiej tarczy, przy czym krawędź natarcia łopatek (3) jest w większej odległości od osi obrotu niż krawędź spływu łopatek (3).The centrifugal turbine rotor segment consists of the first fastening ring (1), to which a set of blades (3) is attached at the ends, arranged along the first fastening ring (1) with uniform spacing between the blades (3), and on the other side of this ring (1) connecting pins (4) are attached and the other ends of the pins are attached to the disc (5). From the other end, the blades (3) are attached to a second disc, the leading edge of the blades (3) being further away from the axis of rotation than the trailing edge of the blades (3).
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest segment wirnika turbiny dośrodkowej mogący znaleźć zastosowanie w trudnodostępnych miejscach do przetwarzania energii, gdzie coroczna konserwacja jest utrudniona, zwłaszcza w rejonach wysokogórskich, na platformach wiertniczych, przy gazo- i ropociągach, jak również w konwencjonalnej energetyce i przemyśle.The subject of the invention is the centripetal turbine rotor segment that can be used in hard-to-reach energy conversion sites, where annual maintenance is difficult, especially in high mountain regions, on oil rigs, gas and oil pipelines, as well as in conventional energy and industry.
Naprężenia mechaniczne, które oddziałują na części konstrukcji maszyn wirnikowych podczas pracy, stwarzają duże ograniczenia przy projektowaniu np. turbin czy pomp. Jednymi z najbardziej istotnych naprężeń są: związane ze zmianami długości w wyniku zmian temperatury, związane z drganiami elementów konstrukcji, obciążenia wynikające z przepływu rozprężanych/sprężanych płynów i związane z ruchem obrotowym wokół osi, podczas którego pojawia się pozorna siła odśrodkowa bezwładności.The mechanical stresses that affect parts of the structure of rotating machinery during operation pose great limitations in the design of, for example, turbines or pumps. One of the most important stresses are: associated with changes in length due to temperature changes, associated with vibrations of structural elements, loads resulting from the flow of expanded / compressed fluids and associated with rotational motion around the axis, during which the apparent centrifugal force of inertia appears.
To właśnie naprężenia związane z ruchem obrotowym wokół osi w znacznym stopniu ograniczają rozmiary i moc maszyn wirnikowych. W przypadku turbin parowych, które na świecie dominują pod względem produkcji energii elektrycznej, najdłuższe łopatki potrafią mieć długość nawet powyżej 1,8 m. Jednakże, stosowanie tak długich łopatek wymaga albo użycia kosztownych i trudnych w obróbce materiałów, np. tytanu, albo zmniejszenia prędkości obrotowej, co komplikuje inne elementy, np. układ wzbudzenia generatora.It is the stresses associated with the rotational movement around the axis that greatly limit the size and power of rotating machinery. In the case of steam turbines, which are dominant in the world in terms of electricity production, the longest blades can be even more than 1.8 m in length. However, the use of such long blades either requires the use of expensive and difficult to process materials, e.g. titanium, or a reduction in speed rotary, which complicates other elements, e.g. the generator excitation system.
Znany jest z opisu patentowego US1950088 typ turbin, w których proces rozprężania był realizowany poprzez dwuwirnikowe, wielostopniowe turbiny o przepływie czynnika roboczego promieniowo-odśrodkowym. Taka konstrukcja zapewniała liczne korzyści pod względem termodynamicznym i mechaniki przepływu płynu przez układ przepływowy, co przekładało się na wysoką sprawność turbin. Jednakże konstrukcje tego typu zostały z czasem wyparte przez turbiny o przepływie osiowym, ponieważ konstrukcja Ljungstrom’a była ograniczona możliwą do uzyskania mocą. Łopatki w turbinach typu Ljungstrom’a były montowane jednym końcem na tarczy, równolegle do osi obrotu. Dłuższe łopatki, występujące w strefie średnich ciśnień, z uwagi na duże obciążenie promieniowe wypychające łopatki na zewnątrz, były wzmacniane specjalnymi pierścieniami. Maksymalna możliwa do uzyskania moc z pojedynczej turbiny tego typu była ograniczona wytrzymałością łopatek z najdłuższych rzędów, ograniczającą maksymalną ilość czynnika roboczego. Przez to turbiny tego typu nie mogły sprostać coraz większemu zapotrzebowaniu na moc uzyskiwaną z pojedynczych turbozespołów. W rozwiązaniu znanym z turbin Ljungstrom’a, gdzie czynnik roboczy wpływa do cylindrycznego wirnika od środka i wypływa promieniowo na zewnątrz, krawędź natarcia łopatek, czyli profili aerodynamicznych, jest umieszczona bliżej osi obrotu, a krawędź spływu jest umieszczona dalej od osi obrotu. Takie rozwiązanie sprawia, że wewnątrz cylindrycznego wirnika panuje wyższe ciśnienie niż na zewnątrz, przez co na łopatki działają dodatkowe naprężenia w kierunku promieniowym na zewnątrz - razem są to naprężenia od siły odśrodkowej i siły wynikającej z różnicy ciśnień.There is known from the patent description US1950088 a type of turbines, in which the expansion process was carried out through two-rotor, multi-stage turbines with a flow of the working medium radially-centrifugally. This design provided numerous thermodynamic and fluid mechanics advantages through the flow system, which translated into high efficiency of the turbines. However, designs of this type were replaced over time by axial flow turbines because the Ljungstrom design was limited by the power that could be obtained. The blades in the Ljungstrom type turbines were mounted at one end on the disc, parallel to the axis of rotation. The longer blades, occurring in the medium pressure zone, due to the high radial load pushing the blades outwards, were reinforced with special rings. The maximum possible power from a single turbine of this type was limited by the strength of the blades of the longest rows, limiting the maximum amount of the working medium. As a result, turbines of this type could not meet the increasing demand for power obtained from individual turbine sets. In the solution known from Ljungstrom turbines, where the working medium flows into the cylindrical rotor from the center and flows radially outwards, the leading edge of the blades, i.e. the aerodynamic profiles, is placed closer to the axis of rotation, and the trailing edge is located further from the axis of rotation. This solution causes a higher pressure inside the cylindrical rotor than outside, so that the blades are subjected to additional stresses radially outwards - together these are the stresses from the centrifugal force and the force resulting from the pressure difference.
W stanie techniki powszechnie występują również turbiny, w których rozprężany płyn wpływa promieniowo na wirnik, jest to tak zwany stopień dośrodkowy (Teoria maszyn wirnikowych, A. Miller, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1982). Tam, w sposób zbliżony do przepływu wody w turbinach wodnych typu Francisa, a zarazem w sposób odwrotny do przepływu przez sprężarki odśrodkowe, przepływ czynnika roboczego jest promieniowy, w obszarze wpływu na wirnik, a spływ z wirnika jest osiowy. Jednakże, chociaż takie turbiny posiadają dobrą sprawność, to ze względów konstrukcyjnych również nie nadają się do tworzenia turbozespołów o większych mocach.In the prior art, turbines are also common, in which the expanded fluid influences the rotor radially, this is the so-called centripetal stage (Theory of rotating machines, A. Miller, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warsaw 1982). There, in a manner similar to the flow of water in Francis type water turbines, and at the same time opposite to the flow through centrifugal compressors, the flow of the working medium is radial, in the area of influence on the rotor, and the flow from the rotor is axial. However, although such turbines have good efficiency, for design reasons they are also not suitable for creating turbine sets with higher power.
Dodatkowo, podczas procesu projektowania układu przepływowego dla typowych turbin, występuje problem wykonywania skomplikowanych obliczeń numerycznych, które wynikają z promieniowego rozmieszczania łopatek wokół osi obrotu. Takie umieszczanie łopatek sprawia, że kanał przepływowy pomiędzy dwoma sąsiadującymi łopatkami rozszerza się w miarę oddalania od osi obrotu, co w efekcie wymaga modelowania łopatek o zmiennym przekroju wzdłuż długości.Additionally, during the process of designing the flow system for typical turbines, there is a problem of performing complicated numerical calculations that result from the radial arrangement of the blades around the axis of rotation. This positioning of the vanes causes the flow channel between two adjacent vanes to widen as they move away from the axis of rotation, which in turn requires modeling the vanes of varying cross-section along their length.
Segment wirnika turbiny dośrodkowej składa się z pierwszego pierścienia mocującego, do którego zamocowany jest końcami zestaw łopatek. Łopatki są rozmieszczone wzdłuż pierwszego pierścienia mocującego z zachowaniem równomiernych odstępów pomiędzy łopatkami. Podczas gdy z jednej strony pierwszego pierścienia mocującego są przymocowane łopatki, z drugiej strony tego pierścienia są przymocowane trzpienie łączące i drugie końce trzpieni są przymocowane do tarczy. Z drugiego końca łopatki są mocowane do drugiej tarczy.The centripetal turbine rotor segment consists of a first retaining ring to which a set of blades is attached end-to-end. The vanes are distributed along the first mounting ring with uniform spacing between the vanes. While blades are attached to one side of the first mounting ring, connecting pins are attached to the other side of the ring and the other ends of the pins are attached to the target. At the other end, the blades are attached to the second disc.
Korzystnie drugie końce łopatek są mocowane do drugiej tarczy za pośrednictwem współosiowego drugiego pierścienia mocującego i drugich trzpieni łączących. W takiej konfiguracji, segmentPreferably, the second ends of the blades are attached to the second disc via a coaxial second clamping ring and second connecting pins. In this configuration, the segment
PL 236 855 B1 wirnika turbiny dośrodkowej jest skonstruowany, licząc od jednego końca do drugiego, następująco: tarcza, trzpienie łączące, pierwszy pierścień mocujący, łopatki, drugi pierścień mocujący, drugie trzpienie łączące, druga tarcza. Tego typu konfiguracja jest korzystna, w przypadku k onstrukcji turbin o większej mocy i większych przepływach, z uwagi na jeden obszar wlotu i dwa obszary wylotu czynnika roboczego w pojedynczym segmencie turbiny.The centripetal turbine rotor is constructed from end to end as follows: disc, connecting pins, first clamping ring, vanes, second clamping ring, second connecting pins, second disc. This type of configuration is advantageous when designing higher power and higher flow turbines because of one inlet area and two media outlet areas in a single turbine segment.
W innym przypadku, możliwe jest wykonanie segmentu wirnika turbiny bez drugiego zestawu trzpieni łączących, kiedy to druga tarcza jest mocowana bezpośrednio do drugiego pierścienia mocującego.Otherwise, it is possible to make the turbine rotor segment without the second set of connecting pins where the second disk is attached directly to the second fastening ring.
Kluczowym aspektem wynalazku jest sposób umieszczenia łopatek. W niniejszym wynalazku krawędź natarcia łopatek jest w większej odległości od osi obrotu niż krawędź spływu, przez co czynnik roboczy rozpręża się podczas ruchu w kierunku do środka segmentu wirnika turbiny. Tym sposobem, ciśnienie panujące po zewnętrznej stronie cylindrycznego wirnika jest wyższe niż wewnątrz cylindrycznego wirnika. Z takiego pola ciśnień powstaje siła, która działa na łopatki w kierunku promieniowym do środka cylindrycznego wirnika, zatem przeciwnie do siły odśrodkowej. Dzięki temu zmniejsza się naprężenia działające na łopatki, a przy odpowiednim dobraniu parametrów pracy, możliwe jest stworzenie turbiny, w której promieniowe siły, wynikająca z rozkładu ciśnień i wynikająca z ruchu obrotowego, zrównoważą się. W innych zastosowaniach korzystnym może okazać się, aby siła wynikająca z rozkładu ciśnień była większa od siły wynikającej z ruchu obrotowego - taka konfiguracja może zwiększyć wytrzymałość turbiny podczas zjawiska wybiegu (nagłego wzrostu prędkości obrotowej turbiny).A key aspect of the invention is the method of placing the blades. In the present invention, the leading edge of the blades is further away from the pivot axis than the trailing edge, so that the medium expands as it moves toward the center of the turbine rotor segment. In this way, the pressure on the outside of the cylindrical rotor is higher than inside the cylindrical rotor. From such a pressure field, a force arises which acts on the blades in a direction radial to the center of the cylindrical rotor and thus against the centrifugal force. As a result, the stresses acting on the blades are reduced, and with appropriate selection of operating parameters, it is possible to create a turbine in which the radial forces resulting from the pressure distribution and resulting from the rotational motion will balance out. In other applications, it may be advantageous for the force resulting from the pressure distribution to be greater than the force resulting from the rotational motion - such a configuration may increase the strength of the turbine during the coasting phenomenon (sudden increase in the rotational speed of the turbine).
Z uwagi na konieczność rozprężania czynnika roboczego pomiędzy wirującymi łopatkami, typ turbiny należałoby określić jako reakcyjny, o stopniu reakcyjności (który może przyjmować wartości tylko od 0 do 1, włącznie) korzystnie większym od 0,5, korzystniej większym od 0,8, najkorzystniej większym od 0,95.Due to the necessity to expand the working medium between the rotating blades, the type of turbine should be defined as reactive, with a degree of reactivity (which may only be from 0 to 1, inclusive) preferably greater than 0.5, more preferably greater than 0.8, most preferably greater than from 0.95.
Biorąc pod uwagę konstruowanie turbiny, w zależności od ilości segmentów połączonych w jeden wirnik, ważne jest dobranie odpowiedniego kształtu profili łopatkowych tak, aby utworzony pomiędzy sąsiednimi łopatkami kanał przepływowy (dysza), realizował rozprężanie czynnika roboczego z zachowaniem odpowiedniej proporcji ciśnienia na zewnątrz do ciśnienia wewnątrz cylindrycznego wirnika. W przypadku turbiny z tylko jednym segmentem, cały spadek ciśnienia musi nastąpić w ramach przepływu pomiędzy jednym zestawem łopatek. W przypadku konstrukcji z kilkoma segmentam i należy podzielić spadki ciśnień tak, by proporcje ciśnień zewnętrznych i wewnętrznych dla poszczególnych cylindrycznych wirników uwzględniały skuteczną redukcję naprężeń od siły odśrodkowej. Korzystnie, w przypadku konstrukcji wirnika turbiny, w którym występuje kilka segmentów i łopatki każdego z segmentów są umieszczone w takiej samej odległości od osi obrotu i wszystkie wirniki są ze sobą połączone (obracają się z taką samą prędkością obrotową), różnica ciśnień zewnętrznego ‘p z’ i wewnętrznego ‘pw’ dla każdego z cylindrycznych wirników powinna być w przybliżeniu taka sama i powinna być w przybliżeniu ułamkiem początkowego ciśnienia czynnika roboczego, na wlocie do turbiny. Np. przy dwóch segmentach pz - pw = ½ ppocz, przy trzech segmentach pz - pw = Z ppocz, przy czterech segmentach pz - pw = % ppocz itd.Taking into account the design of the turbine, depending on the number of segments connected to one rotor, it is important to choose the appropriate shape of the blade profiles so that the flow channel (nozzle) formed between the adjacent blades enables the expansion of the working medium while maintaining an appropriate proportion of external pressure to internal pressure. cylindrical rotor. In the case of a turbine with only one segment, all pressure drop must occur in the flow between one set of blades. In the case of structures with several segments and, the pressure drops should be divided so that the proportions of external and internal pressures for individual cylindrical rotors take into account the effective reduction of centrifugal stresses. Preferably, in the case of a turbine rotor structure in which there are several segments and the blades of each segment are placed at the same distance from the axis of rotation and all rotors are connected to each other (they rotate at the same rotational speed), the external pressure difference 'p from 'and the internal' pw 'for each of the cylindrical rotors should be approximately the same and should be approximately a fraction of the initial pressure of the working medium at the turbine inlet. For example, with two segments pz - pw = ½ ppocz, with three segments pz - pw = Z ppocz, with four segments pz - pw =% ppocz etc.
W przypadku wirnika turbiny z kilkoma segmentami według wynalazku, połączenie sąsiednich segmentów można realizować zasadniczo na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest umieszczenie tarcz sąsiednich segmentów w bezpośrednim sąsiedztwie, współosiowo, i połączenie tarcz np. na trwałe poprzez ich zespawanie lub rozłącznie, np. z zastosowaniem sprzęgła. Innym sposobem jest wykonanie całego wirnika bardziej zintegrowanego, w którym tarcze pomiędzy sąsiednimi segmentami są współdzielone, tj. elementy występujące z obu stron tarczy (mogą to być trzpienie, pierścienie mocujące lub łopatki) mocują się z obu stron do tej samej tarczy.In the case of a turbine rotor with several segments according to the invention, the connection of adjacent segments can be carried out in essentially two ways. The first is to place the disks of the adjacent segments in the immediate vicinity, coaxially, and connect the disks, e.g. permanently by welding them or releasably, e.g. using a clutch. Another way is to make the entire rotor more integrated, in which the disks between adjacent segments are shared, i.e. elements on both sides of the disk (these may be pins, mounting rings or blades) attach on both sides to the same disk.
Korzystnie, wirnik turbiny według wynalazku składa się z od 1 do 31 segmentów, korzystniej od 2 do 15 segmentów, najkorzystniej od 3 do 12 segmentów.Preferably, the turbine rotor according to the invention comprises from 1 to 31 segments, more preferably from 2 to 15 segments, most preferably from 3 to 12 segments.
Zbadano, że stosownym jest umieszczenie trzpieni łączących, w ramach jednego zestawu tj. z jednej strony danej tarczy, w liczbie od 3 do 40, korzystnie od 4 do 28, najkorzystniej od 6 do 12.It has been investigated that it is appropriate to have 3 to 40, preferably 4 to 28, most preferably 6 to 12 connecting pins in one set, i.e. on one side of a given target.
Zbadano, że stosownym jest umieszczenie łopatek, w ramach jednego zestawu łopatek w jednym segmencie turbiny, w liczbie od 12 do 100, korzystnie od 18 do 82, najkorzystniej od 24 do 58.It has been found appropriate to have 12 to 100, preferably 18 to 82, most preferably 24 to 58 blades in one set of blades in one segment of the turbine.
Korzystnie, odbiór mocy z turbiny wedle niniejszego wynalazku, realizuje się poprzez wał połączony poprzez znane środki zdolne do przenoszenia mocy danej wielkości (tj. na mocowanie na stałe lub przez sprzęgło) z pierwszą lub ostatnią tarczą wirnika turbiny. W innej konfiguracji, możliwe jest zastosowanie odbioru mocy poprzez dwa wały, jeden podłączony do pierwszej tarczy a drugi do ostatniej tarczy wirnika turbiny.Preferably, the power take-off from the turbine according to the present invention is effected through a shaft connected by known means capable of transmitting a power of a given magnitude (i.e. permanently attached or via a clutch) to the first or last turbine rotor disk. In another configuration, it is possible to use power take-off via two shafts, one connected to the first disk and the other to the last disk of the turbine rotor.
PL 236 855 B1PL 236 855 B1
Średnica tarcz turbiny według wynalazku może być jednakowa lub może się różnić pomiędzy kolejnymi segmentami turbiny. Korzystnie, średnica tarcz wynosi od 4 cm do 450 cm, korzystniej od 40 cm do 320 cm, najkorzystniej od 80 cm do 240 cm.The diameter of the turbine discs according to the invention may be the same or may differ from one turbine segment to another. Preferably, the diameter of the discs is from 4 cm to 450 cm, more preferably from 40 cm to 320 cm, most preferably from 80 cm to 240 cm.
Korzystnie, grubość tarcz wynosi od 0,5 cm do 60 cm, korzystniej od 2 cm do 45 cm, najkorzystniej od 6 cm do 32 cm.Preferably, the thickness of the pads is from 0.5 cm to 60 cm, more preferably from 2 cm to 45 cm, most preferably from 6 cm to 32 cm.
Trzpienie mogą mieć kształt okrągłych lub owalnych prętów, jak to przedstawiono na rysunkach, lub mogą mieć kształt zbliżony do profilu aerodynamicznego.The spindles can be round or oval bar shaped as shown in the drawings, or they can be aerodynamic in shape.
Korzystnie, trzpienie są okrągłymi prętami o średnicy od 0,2 cm do 30 cm, korzystniej od 1 cm do 25 cm, najkorzystniej od 4 cm do 12 cm.Preferably, the pins are round bars with a diameter of 0.2 cm to 30 cm, more preferably 1 cm to 25 cm, most preferably 4 cm to 12 cm.
Korzystnie, trzpienie mają długość od 0,3 cm do 180 cm, korzystniej od 2 cm do 140 cm, najkorzystniej od 12 cm do 80 cm.Preferably, the spindles are 0.3 cm to 180 cm long, more preferably 2 cm to 140 cm long, most preferably 12 cm to 80 cm long.
Pierścienie mocujące mogą mieć korzystnie przekrój prostokątny lub prostokątny o zaokrąglonych krawędziach.The securing rings may preferably have a rectangular or rectangular cross section with rounded edges.
Korzystnie, średnica zewnętrzna pierścieni mocujących wynosi od 4 cm do 450 cm, korzystniej od 40 cm do 320 cm, najkorzystniej od 80 cm do 240 cm. Korzystnie, średnica zewnętrzna pierścieni mocujących jest zbliżona do średnicy zewnętrznej tarcz.Preferably, the outer diameter of the attachment rings is from 4 cm to 450 cm, more preferably from 40 cm to 320 cm, most preferably from 80 cm to 240 cm. Preferably, the outer diameter of the clamping rings is similar to the outer diameter of the disks.
Korzystnie, średnica wewnętrzna pierścieni mocujących wynosi od 3 cm do 340 cm, korzystniej od 32 cm do 190 cm, najkorzystniej od 64 cm do 200 cm.Preferably, the inside diameter of the attachment rings is from 3 cm to 340 cm, more preferably from 32 cm to 190 cm, most preferably from 64 cm to 200 cm.
Korzystnie, grubość pierścieni mocujących wynosi od 0,5 cm do 60 cm, korzystniej od 2 cm do 45 cm, najkorzystniej od 6 cm do 32 cm.Preferably, the attachment rings have a thickness from 0.5 cm to 60 cm, more preferably from 2 cm to 45 cm, most preferably from 6 cm to 32 cm.
Korzystnie, łopatki są identycznej budowy w ramach jednego zestawu łopatek w jednym segmencie turbiny.Preferably, the blades are of identical construction within one set of blades on one segment of the turbine.
Korzystnie, łopatki mają długość od 0,5 cm do 250 cm, korzystniej od 4 cm do 160 cm, najkorzystniej od 16 cm do 120 cm.Preferably the blades are 0.5 cm to 250 cm long, more preferably 4 cm to 160 cm long, most preferably 16 cm to 120 cm long.
Korzystnie, odległość pomiędzy krawędzią natarcia a krawędzią spływu łopatek wynosi od 0,25 cm do 32 cm, korzystniej od 1,8 cm do 28 cm, najkorzystniej od 5 cm do 15 cm.Preferably, the distance between the leading edge and the trailing edge of the blades is from 0.25 cm to 32 cm, more preferably from 1.8 cm to 28 cm, most preferably from 5 cm to 15 cm.
Wymiary poszczególnych elementów mogą być zbliżone lub mogą się różnić między sobą w ramach turbiny jak i poszczególnych segmentów, tak że np. żadne dwie tarcze nie będą miały identycznych wszystkich wymiarów, albo że np. wszystkie pierścienie mocujące będą miały identyczne wymiary, itd.The dimensions of individual elements may be similar or may differ from each other within the turbine and individual segments, so that e.g. no two discs will have all dimensions identical, or that e.g. all clamping rings will have identical dimensions, etc.
Korzystnie, wymiary poszczególnych tarcz, trzpieni, pierścieni mocujących i łopatek, mogą być tak dobrane, by części znajdujące się odpowiednio bliżej tarczy podłączonej do wału odbierającego moc, były odpowiednio większe, masywniejsze i wytrzymalsze, by móc bezpiecznie przekazywać moc skumulowaną z kolejnych segmentów wirnika turbiny.Advantageously, the dimensions of the individual discs, pins, clamping rings and blades can be selected so that the parts that are respectively closer to the disc connected to the power take-off shaft are correspondingly larger, more massive and more durable to be able to safely transmit the power cumulated from the successive segments of the turbine rotor. .
Znawca w dziedzinie zauważy, że opis wynalazku dotyczy segmentu wirnika turbiny, zaś do w pełni funkcjonalnej konstrukcji turbiny należałoby zapewnić jeszcze kilka elementów, tj.: kanał obwodowego doprowadzania pary, umieszczony po zewnętrznej stronie łopatek, kanał odprowadzania pary, umieszczony po zewnętrznej stronie segmentu turbiny w bezpośrednim sąsiedztwie najdalszej od osi części trzpieni, mocowania łopatek, a także uszczelnienia pomiędzy kanałami doprowadzania i odprowadzania pary, zarówno po stronie kadłuba turbiny jak i na zewnętrznej powierzchni bocznej pierścieni mocujących i tarcz. Z uwagi na powszechne zastosowanie tego typu rozwiązań, znawcy łatwo byłoby dobrać odpowiednie elementy spośród wyżej wspomnianych, przez co nie będzie to dalej rozważane w ramach niniejszego wynalazku.A person skilled in the art will appreciate that the description of the invention relates to the turbine rotor segment, and that a fully functional turbine design would require several more elements, i.e. a peripheral steam supply channel located on the outer side of the blades, a steam exhaust duct located on the outer side of the turbine segment in the immediate vicinity of the outermost part of the mandrels, the blade mounts, and the seals between the steam supply and exhaust channels, both on the turbine housing side and on the outer side surface of the mounting rings and discs. Due to the widespread use of such solutions, it would be easy for a person skilled in the art to select suitable elements from among the above-mentioned, so that it will not be further considered in the context of the present invention.
Czynnikiem roboczym, do pracy z którym może być dedykowana turbina, może być zarówno para wodna jak i powietrze, spaliny, hel, wodór, dwutlenek węgla, amoniak, substancje występujące w obiegach chłodniczych lub dowolna mieszanina wyżej wspomnianych.The working medium for which the turbine can be dedicated can be both water vapor and air, exhaust gases, helium, hydrogen, carbon dioxide, ammonia, substances present in cooling cycles or any mixture of the above-mentioned.
Wszystkie elementy turbiny mogą być wykonane z tego samego materiału lub z różnych materiałów, np. z tworzyw sztucznych, materiałów ceramicznych, kompozytów, lub metali, korzystnie ze stali, stali stopowych, stali wysokostopowych, np. stali zawierających chrom, wanad, tytan, molibden, albo z czystego tytanu lub stopów tytanu.All turbine components can be made of the same material or of different materials, e.g. plastics, ceramics, composites, or metals, preferably steel, alloy steels, high-alloy steels, e.g. steels containing chromium, vanadium, titanium, molybdenum , either pure titanium or titanium alloys.
Turbina posiadająca segmenty według wynalazku cechuje się dużo wyższą trwałością od powszechnie stosowanych turbin osiowych, przez co przy odpowiedniej konfiguracji mogłaby znaleźć zastosowanie w trudnodostępnych miejscach do przetwarzania energii, gdzie coroczna konserwacja jest utrudniona, zwłaszcza w rejonach wysokogórskich, na platformach wiertniczych, przy gazo- i ropociągach, jak również w konwencjonalnej energetyce i przemyśle.The turbine with segments according to the invention is characterized by a much higher durability than the commonly used axial turbines, so if properly configured, it could be used in hard-to-reach places for energy conversion, where annual maintenance is difficult, especially in high mountain regions, on drilling platforms, with gas and gas. oil pipelines, as well as in conventional energy and industry.
Niniejszy wynalazek rozwiązuje problem występowania dużych obciążeń łopatek związanych z ruchem obrotowym wokół osi, poprzez wykorzystanie obciążeń powstających w wyniku przepływuThe present invention solves the problem of the occurrence of high loads on the blades associated with rotation about the axis by utilizing the loads generated by the flow.
PL 236 855 B1 czynnika roboczego. Skierowanie czynnika roboczego na łopatki, które są rozmieszczone osiowo w równej odległości od osi obrotu, wymusza przepływ czynnika roboczego w kierunku osi obrotu. Podczas przepływu między łopatkami, czynnik roboczy się rozpręża, przez co powstaje różnica ciśnień pomiędzy stroną zewnętrzną swoistego cylindra utworzonego z łopatek, a stroną wewnętrzną, bliższą osi obrotu. Poprzez odpowiednie dobranie kształtu łopatek jak i parametrów termodynamicznych czynnika roboczego, w szczególności substancji, ciśnienia, temperatury, gęstości i prędkości przepływu, możliwe jest uzyskanie takiego rozkładu ciśnień wokół łopatek, że naprężenia wynikające z rozkładu ciśnień wokół łopatek będą zmniejszać albo nawet całkowicie redukować naprężenia łopatek wynikające z ruchu obrotowego.The working medium. Directing the working medium at the blades, which are axially spaced at an equal distance from the axis of rotation, forces the working medium to flow in the direction of the axis of rotation. During the flow between the blades, the working medium expands, thus creating a pressure difference between the outer side of a specific cylinder made of blades, and the inner side, closer to the axis of rotation. By appropriately selecting the shape of the blades and the thermodynamic parameters of the working medium, in particular the substance, pressure, temperature, density and flow velocity, it is possible to obtain such a pressure distribution around the blades that the stresses resulting from the pressure distribution around the blades will reduce or even completely reduce the stresses on the blades. resulting from rotational movement.
Niniejszy wynalazek zapewnia możliwość projektowania stopni turbinowych, w których kanał przepływowy ma taki sam przekrój wzdłuż całej długości łopatek.The present invention provides the possibility of designing turbine stages where the flow channel has the same cross section along the entire length of the blades.
Ponadto, poprzez minimalizację naprężeń łopatek związanych z ruchem obrotowym wokół osi, możliwe jest tworzenie turbozespołów posiadających dłuższe łopatki, zwiększając przy tym maksymalną możliwą do uzyskania moc z jednego turbozespołu. Jednocześnie, takie dłuższe łopatki mogą być tworzone z materiałów łatwiejszych w obróbce i tańszych niż np. tytan.Moreover, by minimizing the stresses on the blades associated with the rotation around the axis, it is possible to create turbine sets having longer blades, while increasing the maximum possible power from one turbine set. At the same time, such longer blades can be made of materials that are easier to handle and less expensive than, for example, titanium.
Przedmiot wynalazku został pokazany na rysunku, na którym:The subject of the invention is shown in the drawing, where:
Fig. 1 przedstawia schematycznie segment wirnika turbiny dośrodkowej ustawiony pod kątem i oglądany z boku,Fig. 1 is a schematic view of a centripetal turbine rotor segment angled and viewed from the side.
Fig. 2 przedstawia schematycznie segment wirnika turbiny dośrodkowej z Fig. 1 z usuniętym drugim pierścieniem mocującym łopatek,Fig. 2 is a schematic representation of the rotor segment of the centripetal turbine of Fig. 1 with the second vane retaining ring removed,
Fig. 3 przedstawia schematycznie segment wirnika z Fig. 2 widziany na wprost od strony łopatek, Fig. 4 przedstawia schematycznie tarczę stanowiącą koniec segmentu wirnika, z widocznymi trzpieniami łączącymi pierwszy pierścień mocujący łopatek z tarczą,Fig. 3 is a schematic view of the rotor segment of Fig. 2 seen straight from the blades side, Fig. 4 is a schematic representation of a disc constituting the end of the rotor segment with visible pins connecting the first blade attachment ring to the disc.
Fig. 5 przedstawia schematycznie tarczę z Fig. 4 widzianą na wprost od strony trzpieni łączących, Fig. 6 przedstawia schematyczny rzut z boku segmentu wirnika turbiny dośrodkowej z Fig. 1, Fig. 7 przedstawia schematyczny segment wirnika turbiny dośrodkowej w przekroju,Fig. 5 is a schematic view of the target of Fig. 4 seen straight from the side of the connecting pins, Fig. 6 is a schematic side view of a centripetal turbine rotor segment of Fig. 1, Fig. 7 is a schematic sectional view of a centripetal turbine rotor segment.
Fig. 8 przedstawia schematyczny segment wirnika turbiny dośrodkowej, z dwoma zestawami trzpieni łączących, dwoma pierścieniami mocującymi i dwoma tarczami,Fig. 8 shows a schematic segment of a centripetal turbine rotor with two sets of connecting pins, two clamping rings and two disks.
Fig. 9 przedstawia schematyczny segment wirnika turbiny dośrodkowej z jednym zestawem trzpieni łączących, dwoma pierścieniami mocującymi i dwoma tarczami,Fig. 9 shows a schematic segment of a centripetal turbine rotor with one set of connecting pins, two clamping rings and two disks.
Fig. 10 przedstawia schematyczny segment wirnika turbiny dośrodkowej z jednym zestawem trzpieni łączących, jednym pierścieniem mocującym i dwoma tarczami,Fig. 10 shows a schematic segment of a centripetal turbine rotor with one set of connecting pins, one clamping ring and two disks,
Fig. 11 przedstawia przykład połączenia dwóch segmentów turbiny dośrodkowej widocznych na Fig. 1, poprzez jedną wspólną tarczę.Fig. 11 shows an example of connecting the two centripetal turbine segments shown in Fig. 1 through one common target.
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
Segment składa się z pierwszego 1 i drugiego 2 pierścienia mocującego, które umieszczone są współosiowo, w pewnej odległości od siebie. Pomiędzy nimi, widoczny jest zestaw łopatek 3, których końce są przymocowane do pierścieni mocujących 1 i 2. Łopatki 1 są rozmieszczone wzdłuż pierścieni mocujących 1 i 2, z zachowaniem równomiernych odstępów pomiędzy łopatkami 3. Podczas gdy z jednej strony pierwszego pierścienia mocującego 1 są przymocowane łopatki 3, z drugiej strony są przymocowane trzpienie łączące 4, natomiast drugie końce trzpieni 4 są przymocowane do tarczy 5.The segment consists of a first 1 and a second 2 securing rings arranged coaxially at a distance from each other. Between them, a set of blades 3 is visible, the ends of which are attached to the mounting rings 1 and 2. The blades 1 are arranged along the mounting rings 1 and 2, with uniform spacing between the blades 3. While on one side of the first mounting ring 1 they are attached blades 3, on the other hand, the connecting pins 4 are attached, while the other ends of the pins 4 are attached to the disc 5.
Zastosowano następujące parametry:The following parameters were used:
Wirnik turbiny według wynalazku składa się z 6 segmentów, przy czym każdy z segmentów jest skonstruowany podobnie, tak że występuje kolejno 1 tarcza, 1 zestaw trzpieni łączących składający się z 8 trzpieni, 1 pierścień mocujący, 1 zestaw łopatek składający się z 38 łopatek i druga tarcza. Średnica tarcz wynosi 140 cm, grubość tarcz wynosi 20 cm, trzpienie łączące mają kształt prostopadłościennych prętów o zaokrąglonych brzegach o długości 50 cm i o przekroju, w którym krótszy bok ma 5 cm a dłuższy bok ma 12 cm, średnica zewnętrzna pierścienia mocującego wynosi 140 cm, średnica wewnętrzna pierścienia mocującego wynosi 125 cm, grubość pierścienia mocującego wynosi 20 cm, łopatki mają jednakowy kształt i mają długość 70 cm a odległość pomiędzy krawędzią natarcia a krawędzią spływu łopatki wynosi 12 cm.The rotor of the turbine according to the invention consists of 6 segments, each segment being similarly constructed so that there is successively 1 disc, 1 set of connecting pins consisting of 8 pins, 1 mounting ring, 1 set of blades consisting of 38 blades and the other shield. The diameter of the discs is 140 cm, the thickness of the discs is 20 cm, the connecting pins are in the shape of rectangular bars with rounded edges, 50 cm long and with a cross-section in which the shorter side is 5 cm and the longer side is 12 cm, the outer diameter of the mounting ring is 140 cm, the inner diameter of the mounting ring is 125 cm, the thickness of the mounting ring is 20 cm, the blades are uniformly shaped and have a length of 70 cm, and the distance between the leading edge and the trailing edge of the blade is 12 cm.
Jak schematycznie przedstawiono na Fig. 8, możliwe i korzystne jest umieszczenie drugiego zestawu trzpieni łączących 4a i drugiej tarczy 5a od strony drugiego pierścienia mocującego 2 łopatek 3. W takiej konfiguracji, segment turbiny dośrodkowej jest skonstruowany, licząc od jednego końca do drugiego, następująco: tarcza 5, trzpienie łączące 4, pierwszy pierścień mocujący 1, łopatki 3, drugiAs schematically shown in Fig. 8, it is possible and preferable to locate the second set of connecting pins 4a and the second disc 5a on the side of the second mounting ring 2 of the blades 3. In this configuration, the centripetal turbine segment is constructed from end to end as follows: disc 5, connecting pins 4, first clamping ring 1, blades 3, second
PL 236 855 B1 pierścień mocujący 2, drugie trzpienie łączące 4a, druga tarcza 5a. Tego typu konfiguracja jest korzystna, w przypadku konstrukcji turbin o większej mocy i większych przepływach, z uwagi na jeden obszar wlotu i dwa obszary wylotu czynnika roboczego w pojedynczym segmencie turbiny.The clamping ring 2, the second connecting pins 4a, the second disc 5a. This type of configuration is advantageous for more powerful turbine designs and higher flows because of one inlet area and two media outlet areas in a single turbine segment.
W innym przypadku, możliwe i korzystne jest wykonanie segmentu turbiny bez drugiego zestawu trzpieni łączących 4a, kiedy to druga tarcza 5a jest mocowana bezpośrednio do drugiego pierścienia mocującego 2 (przykładowo ukazane na Fig. 9) lub drugi pierścień mocujący 2 w ogóle nie występuje i łopatki 3 są mocowane z jednej strony do pierwszego pierścienia mocującego 1 a z drugiej strony do drugiej tarczy 5a (przykładowo ukazane na Fig. 10). Taka konfiguracja zapewnia tylko jeden obszar wlotu i jeden obszar wylotu czynnika roboczego w pojedynczym segmencie turbiny.Otherwise, it is possible and advantageous to make the turbine segment without the second set of connecting pins 4a where the second disc 5a is attached directly to the second clamping ring 2 (for example shown in Fig. 9) or the second clamping ring 2 is not present at all and the blades 3 are attached on one side to the first fastening ring 1 and on the other side to the second disk 5a (for example shown in Fig. 10). This configuration provides only one media inlet area and one media outlet area in a single turbine segment.
Łopatki 3 są ustawione tak, że krawędź natarcia jest w większej odległości od osi obrotu niż krawędź spływu, przez co czynnik roboczy rozpręża się podczas ruchu w kierunku do środka segmentu wirnika turbiny. Tym sposobem, ciśnienie panujące po zewnętrznej stronie cylindryczn ego wirnika jest wyższe niż wewnątrz cylindrycznego wirnika. Z takiego pola ciśnień powstaje siła, która działa na łopatki 3 w kierunku promieniowym do środka cylindrycznego wirnika, zatem przeciwnie do siły odśrodkowej. Dzięki temu zmniejsza się naprężenia działające na łopatki 3, a przy odpowiednim dobraniu parametrów pracy, możliwe jest stworzenie turbiny, w której promieniowe siły, wynikająca z rozkładu ciśnień i wynikająca z ruchu obrotowego, zrównoważą się. W innych zastosowaniach korzystnym może okazać się, aby siła wynikająca z rozkładu ciśnień była większa od siły wynikającej z ruchu obrotowego - taka konfiguracja może zwiększyć wytrzymałość turbiny podczas zjawiska wybiegu (nagłego wzrostu prędkości obrotowej turbiny).The vanes 3 are positioned so that the leading edge is farther from the pivot axis than the trailing edge, whereby the medium expands as it moves towards the center of the turbine rotor segment. In this way, the pressure on the outside of the cylindrical rotor is higher than inside the cylindrical rotor. From such a pressure field, a force arises which acts on the blades 3 in a direction radial to the center of the cylindrical rotor, thus opposite to the centrifugal force. As a result, the stresses acting on the blades 3 are reduced, and with appropriate selection of the operating parameters, it is possible to create a turbine in which the radial forces resulting from the pressure distribution and resulting from the rotational motion are balanced. In other applications, it may be advantageous for the force resulting from the pressure distribution to be greater than the force resulting from the rotational motion - such a configuration may increase the strength of the turbine during the coasting phenomenon (sudden increase in the rotational speed of the turbine).
Z uwagi na konieczność rozprężania czynnika roboczego pomiędzy wirującymi łopatkami, typ turbiny należałoby określić jako reakcyjny, o stopniu reakcyjności (który może przyjmować wartości tylko od 0 do 1, włącznie) korzystnie większym od 0,5, korzystniej większym od 0,8, najkorzystniej większym od 0,95.Due to the necessity to expand the working medium between the rotating blades, the type of turbine should be defined as reactive, with a degree of reactivity (which may only be from 0 to 1, inclusive) preferably greater than 0.5, more preferably greater than 0.8, most preferably greater than from 0.95.
Biorąc pod uwagę konstruowanie turbiny, w zależności od ilości segmentów połączonych w jeden wirnik, ważne jest dobranie odpowiedniego kształtu profili łopatkowych tak, aby utworzony pomiędzy sąsiednimi łopatkami kanał przepływowy (dysza), realizował rozprężanie czynnika roboczego z zachowaniem odpowiedniej proporcji ciśnienia na zewnątrz do ciśnienia wewnątrz cylindrycznego wirnika. W przypadku turbiny z tylko jednym segmentem, cały spadek ciśnienia musi nastąpić w ramach przepływu pomiędzy jednym zestawem łopatek. W przypadku konstrukcji z kilkoma segmentami należy podzielić spadki ciśnień tak, by proporcje ciśnień zewnętrznych i wewnętrznych dla poszczególnych cylindrycznych wirników uwzględniały skuteczną redukcję naprężeń od siły odśrodkowej. Korzystnie, w przypadku konstrukcji wirnika turbiny, w którym występuje kilka segmentów i łopatki każdego z segmentów są umieszczone w takiej samej odległości od osi obrotu i wszystkie wirniki są ze sobą połączone (obracają się z taką samą prędkością obrotową), różnica ciśnień zewnętrznego ‘pz’ i wewnętrznego ‘pw’ dla każdego z cylindrycznych wirników powinna być w przybliżeniu taka sama i powinna być w przybliżeniu ułamkiem początkowego ciśnienia czynnika roboczego, na wlocie do turbiny. Np. przy dwóch segmentach pz - pw = ½ ppocz, przy trzech segmentach pz - pw = % ppocz, przy czterech segmentach pz - pw = % ppocz itd.Taking into account the design of the turbine, depending on the number of segments connected to one rotor, it is important to choose the appropriate shape of the blade profiles so that the flow channel (nozzle) formed between the adjacent blades enables the expansion of the working medium while maintaining an appropriate proportion of external pressure to internal pressure. cylindrical rotor. In the case of a turbine with only one segment, all pressure drop must occur in the flow between one set of blades. In the case of structures with several segments, the pressure drops should be divided so that the proportions of external and internal pressures for individual cylindrical rotors take into account the effective reduction of centrifugal stresses. Preferably, in the case of a turbine rotor structure in which there are several segments and the blades of each segment are placed at the same distance from the axis of rotation and all rotors are connected to each other (they rotate at the same rotational speed), the external pressure difference 'pz' and the internal 'pw' for each of the cylindrical rotors should be approximately the same and should be approximately a fraction of the initial pressure of the working medium at the turbine inlet. For example, with two segments pz - pw = ½ ppocz, with three segments pz - pw =% ppocz, with four segments pz - pw =% ppocz etc.
W przypadku wirnika turbiny z kilkoma segmentami według wynalazku, połączenie sąsiednich segmentów można realizować zasadniczo na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest umieszczenie tarcz sąsiednich segmentów w bezpośrednim sąsiedztwie, współosiowo, i połączenie tarcz np. na trwałe poprzez ich zespawanie lub rozłącznie, np. z zastosowaniem sprzęgła.In the case of a turbine rotor with several segments according to the invention, the connection of adjacent segments can be carried out in essentially two ways. The first is to place the disks of the adjacent segments in the immediate vicinity, coaxially, and connect the disks, e.g. permanently by welding them or releasably, e.g. using a clutch.
Innym sposobem jest wykonanie całego wirnika bardziej zintegrowanego, w którym tarcze pomiędzy sąsiednimi segmentami są współdzielone, tj. elementy występujące z obu stron tarczy (mogą to być trzpienie, pierścienie mocujące lub łopatki) mocują się z obu stron do tej samej tarczy (przykładowo ukazane na Fig. 11).Another way is to make the entire rotor more integrated, in which the disks between adjacent segments are shared, i.e. elements on both sides of the disk (these may be pins, retaining rings or blades) attach on both sides to the same disk (for example shown in Fig. 11).
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Wirnik turbiny jest analogiczny jak w przykładzie 1, przy czym: składa się z 1 segmentu, w którym występuje kolejno 1 tarcza, 1 zestaw trzpieni łączących składający się z 3 trzpieni, 1 pierścień mocujący, 1 zestaw łopatek składający się z 12 łopatek i druga tarcza. Średnica tarcz wynosi 4 cm, grubość tarcz wynosi 0,5 cm, trzpienie łączące mają kształt okrągłych prętów o średnicy 0,2 cm i długości 0,3 cm, średnica zewnętrzna pierścienia mocującego wynosi 4 cm, średnica wewnętrzna pierścienia mocującego wynosi 3 cm, grubość pierścienia mocującego wynosi 0,5 cm, łopatki mają jednakowy kształt i mają długość 0,5 cm a odległość pomiędzy krawędzią natarcia a krawędzią spływu łopatki wynosi 0,25 cm.The turbine rotor is the same as in example 1, where: it consists of 1 segment with 1 disc in sequence, 1 set of connecting pins consisting of 3 pins, 1 mounting ring, 1 set of blades consisting of 12 blades and a second disc . The diameter of the discs is 4 cm, the thickness of the discs is 0.5 cm, the connecting pins are in the shape of round bars with a diameter of 0.2 cm and a length of 0.3 cm, the outer diameter of the attachment ring is 4 cm, the inner diameter of the attachment ring is 3 cm, the thickness of the mounting ring is 0.5 cm, the blades are uniformly shaped and 0.5 cm long, and the distance between the leading edge and the trailing edge of the blade is 0.25 cm.
PL 236 855 B1PL 236 855 B1
P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3
Wirnik turbiny jest analogiczny jak w przykładzie 1, przy czym: składa się z 31 segmentów, przy czym każdy z segmentów jest skonstruowany podobnie, tak że występuje kolejno 1 tarcza, 1 zestaw trzpieni łączących składający się z 40 trzpieni, 1 pierścień mocujący, 1 zestaw łopatek składający się ze 100 łopatek, drugi pierścień mocujący, drugi zestaw trzpieni łączących składający się z 40 trzpieni i druga tarcza. Średnica tarcz wynosi 450 cm, grubość tarcz wynosi 60 cm, trzpienie łączące mają kształt okrągłych prętów o średnicy 30 cm i długości 180 cm, średnica zewnętrzna pierścieni mocujących wynosi 450 cm, średnica wewnętrzna pierścieni mocujących wynosi 340 cm, grubość pierścieni mocujących wynosi 60 cm, łopatki mają jednakowy kształt i mają długość 250 cm a odległość pomiędzy krawędzią natarcia a krawędzią spływu łopatki wynosi 32 cm.The turbine rotor is the same as in example 1, but: it consists of 31 segments, each segment is similarly constructed, so that there is successively 1 disc, 1 set of connecting pins consisting of 40 pins, 1 fixing ring, 1 set blades consisting of 100 blades, a second clamping ring, a second set of connecting pins consisting of 40 pins and a second disc. The diameter of the discs is 450 cm, the thickness of the discs is 60 cm, the connecting pins are in the shape of round bars with a diameter of 30 cm and a length of 180 cm, the outer diameter of the attachment rings is 450 cm, the inner diameter of the attachment rings is 340 cm, the thickness of the attachment rings is 60 cm, The blades are uniformly shaped and have a length of 250 cm, and the distance between the leading edge and the trailing edge of the blade is 32 cm.
P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4
Wirnik turbiny jest analogiczny jak w przykładzie 1, przy czym: składa się z 2 segmentów, przy czym każdy z segmentów jest skonstruowany podobnie, tak że występuje kolejno 1 tarcza, 1 zestaw trzpieni łączących składający się z 4 trzpieni, 1 pierścień mocujący, 1 zestaw łopatek składający się z 18 łopatek i druga tarcza. Średnica tarcz wynosi 40 cm, grubość tarcz wynosi 2 cm, trzpienie łączące mają kształt okrągłych prętów o średnicy 1 cm i długości 2 cm, średnica zewnętrzna pierścienia mocującego wynosi 40 cm, średnica wewnętrzna pierścienia mocującego wynosi 32 cm, grubość pierścienia mocującego wynosi 2 cm, łopatki mają jednakowy kształt i mają długość 4 cm a odległość pomiędzy krawędzią natarcia a krawędzią spływu łopatki wynosi 1,8 cm.The turbine rotor is the same as in example 1, where: it consists of 2 segments, each segment is similarly constructed so that there is successively 1 disc, 1 set of connecting pins consisting of 4 pins, 1 fixing ring, 1 set blades consisting of 18 blades and a second disc. The diameter of the discs is 40 cm, the thickness of the discs is 2 cm, the connecting pins are round bars with a diameter of 1 cm and a length of 2 cm, the outer diameter of the attachment ring is 40 cm, the inner diameter of the attachment ring is 32 cm, the thickness of the attachment ring is 2 cm, The blades are uniformly shaped and 4 cm long, and the distance between the leading edge and the trailing edge of the blade is 1.8 cm.
P r z y k ł a d 5P r z k ł a d 5
Wirnik turbiny jest analogiczny jak w przykładzie 1, przy czym: składa się z 15 segmentów, przy czym każdy z segmentów jest skonstruowany podobnie, tak że występuje kolejno 1 tarcza, 1 zestaw trzpieni łączących składający się z 28 trzpieni, 1 pierścień mocujący, 1 zestaw łopatek składający się z 82 łopatek, drugi pierścień mocujący, drugi zestaw trzpieni łączących składający się z 28 trzpieni i druga tarcza. Średnica tarcz wynosi 320 cm, grubość tarcz wynosi 45 cm, trzpienie łączące mają kształt okrągłych prętów o średnicy 25 cm i długości 140 cm, średnica zewnętrzna pierścieni mocujących wynosi 320 cm, średnica wewnętrzna pierścieni mocujących wynosi 190 cm, grubość pierścieni mocujących wynosi 45 cm, łopatki mają jednakowy kształt i mają długość 160 cm a odległość pomiędzy krawędzią natarcia a krawędzią spływu łopatki wynosi 28 cm.The turbine rotor is the same as in example 1, where: it consists of 15 segments, each segment is similarly constructed, so that there is successively 1 disc, 1 set of connecting pins consisting of 28 pins, 1 fixing ring, 1 set blades consisting of 82 blades, a second clamping ring, a second set of connecting pins consisting of 28 pins and a second disc. The diameter of the discs is 320 cm, the thickness of the discs is 45 cm, the connecting pins are in the shape of round bars with a diameter of 25 cm and a length of 140 cm, the outer diameter of the attachment rings is 320 cm, the inner diameter of the attachment rings is 190 cm, the thickness of the attachment rings is 45 cm, The blades are uniformly shaped and 160 cm long, and the distance between the leading edge and the trailing edge of the blade is 28 cm.
Claims (43)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422937A PL236855B1 (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Segment of the inward-flow turbine rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422937A PL236855B1 (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Segment of the inward-flow turbine rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422937A1 PL422937A1 (en) | 2019-03-25 |
| PL236855B1 true PL236855B1 (en) | 2021-02-22 |
Family
ID=65799924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422937A PL236855B1 (en) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | Segment of the inward-flow turbine rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236855B1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ211406A (en) * | 1985-03-12 | 1987-08-31 | Martin Research & Developments | Water driven turbine |
| DE3628946A1 (en) * | 1986-01-07 | 1987-10-08 | Heinrich Schroeter | Multi-stage cross-flow turbine for liquid and gaseous media, or its reversal (cross-flow pump, cross-flow compressor) |
| DE3731772A1 (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-19 | Heinrich Schroeter | Radial-flow turbine and its inversion as a drive unit |
| KR20100131847A (en) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | 야이치로 모리구치 | Steam trubine |
-
2017
- 2017-09-21 PL PL422937A patent/PL236855B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422937A1 (en) | 2019-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10539020B2 (en) | Two spool gas turbine engine with interdigitated turbine section | |
| JP5809395B2 (en) | Supersonic compressor with radial flow path | |
| US3834831A (en) | Blade shank cooling arrangement | |
| EP2246525B1 (en) | Gas turbine comprising a turbine disk and method for forming a radial passage of the turbine disk | |
| US20090185895A1 (en) | Steam Turbine | |
| JP6657250B2 (en) | Multi-stage turbine, preferably for an organic Rankine cycle ORC plant | |
| US20180209336A1 (en) | Three spool gas turbine engine with interdigitated turbine section | |
| WO2011042863A2 (en) | Bladeless working wheel useful as a turbomachine component | |
| US20190010868A1 (en) | Shaft arrangement for turbomachines | |
| CN110199090A (en) | Heat insulation structural for revolving wormgear frame | |
| EP0353856A1 (en) | Turbines | |
| JP4990365B2 (en) | Rotor for fluid machinery | |
| US20160047309A1 (en) | Power train architectures with hybrid-type low-loss bearings and low-density materials | |
| JP6496534B2 (en) | Steam turbine and method for assembling the same | |
| US4178125A (en) | Bucket-less turbine wheel | |
| CN202645639U (en) | Impulse steam turbine with rotating hub-type structure | |
| Reddy et al. | Analysis of steam turbines | |
| PL236855B1 (en) | Segment of the inward-flow turbine rotor | |
| KR20080018821A (en) | Methods and apparatus for fabricating a rotor for a steam turbine | |
| CN104100301A (en) | Multi-stage differential pressure radial flow turbine capable of adjusting nozzle ring opening | |
| EP3320180B1 (en) | Tubular adhesion turbine | |
| PL220216B1 (en) | Method for receiving energy from steam or gas expansion and multistage centrifugal-axial-centripetal turbine using this method | |
| JP6929942B2 (en) | Multi-stage axial turbine adapted to operate at low steam temperatures | |
| RU2280168C1 (en) | Method of producing mechanical energy in turbine, turbine and segner's wheel for implementing the method | |
| US20080022693A1 (en) | Ceramic blade gas turbine |