RU2050439C1 - Осевая турбина - Google Patents
Осевая турбина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050439C1 RU2050439C1 SU925052648A SU5052648A RU2050439C1 RU 2050439 C1 RU2050439 C1 RU 2050439C1 SU 925052648 A SU925052648 A SU 925052648A SU 5052648 A SU5052648 A SU 5052648A RU 2050439 C1 RU2050439 C1 RU 2050439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- guide vanes
- adjustable
- adjustable guide
- chord
- ratio
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/16—Stators
- F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
- F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
- F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Использование: в турбостроении. Сущность изобретения: в осевой турбине с одним рядом регулируемых направляющих лопаток 8 и одним рядом рабочих лопаток 5 расположена нерегулируемая решетка направляющих лопаток. Регулируемые лопатки 8 имеют отношение хорда/ход (s-t), которое значительно меньше такого же отношения нерегулируемых направляющих лопаток 13. Регулируемые направляющие лопатки имеют прямую контрольную линию с симметричным профилем. 5 з. п. ф-лы, 2 ил.
Description
Известна осевая турбина, например, в газотурбонагнетателях [1] Наряду с регулированием рабочих лопастей в нагнетателе в качестве регулирующего воздействия с целью улучшения разгона и характеристики крутящего момента возможной мерой является регулирование направляющих лопаток турбины. С помощью регулируемых направляющих лопаток турбины для заданного расхода должен создаваться больший напор. Благодаря этому повышаются мощность турбины, ее частота вращения и давление наддува. Чтобы во время "горячего" режима работы регулируемые лопатки не заклинивало, они должны устанавливаться, как правило, с соответствующим зазором. Особенно в раскрученном состоянии поток в зазоре у головки и основания лопаток может очень мешающее сказываться на основном потоке. Так как на регулируемые лопатки воздействуют большие струйные силы в осевом и окружном направлениях, лопатки часто должны зажиматься как у головки, так и у основания, чтобы разгрузить ходовой вал.
Известна осевая турбина [2] содержащая последовательно расположенные в корпусе нерегулируемую решетку направляющих лопаток, по меньшей мере один ряд регулируемых направляющих лопаток, по меньшей мере один ряд рабочих лопаток.
В основе изобретения поставлена задача создания боевой двукратной турбины упомянутого типа решения, с помощью которого можно уменьшить воздействие на регулируемые лопатки силы потока и тем самым перестановочные усилия.
Для достижения технического результата отношение длины хорды регулируемых направляющих лопаток к шагу меньше отношения длины хорды к шагу неpегулируемых направляющих лопаток.
Предпочтительным является то, что отношение длины хорды к шагу регулируемых направляющих лопаток равно половине отношения длины хорды к шагу нерегулируемых направляющих лопаток, а также то, что длина хорды регулируемых направляющих лопаток, по меньшей мере, равна длине хорды нерегулируемых направляющих лопаток.
Выгодно и то, что регулируемые направляющие лопатки выполнены с симметричным профилем, имеющим прямую среднюю линию профиля, а также то, что входная кромка регулируемых направляющих лопаток лежит на конической поверхности, что участок корпуса в зоне расположения регулируемых направляющих лопаток выполнен цилиндрической формы.
На фиг. 1 показана турбина, частичный продольный разрез; на фиг. 2 частичная развертка разреза цилиндра по среднему диаметру канала, по которому протекает рабочая среда. Показаны только существенные для понимания изобретения элементы. Не показаны, например, часть нагнетателя, корпус, ротор вместе с опорным узлом и т.д. Направление протекания рабочей среды обозначено стрелками.
В газовой турбине стенками, ограничивающими канал 1, по которому протекает рабочая среда, являются, во-первых, внутренняя втулка 2 и, во-вторых, обод 3 для крепления лопаток. Последний надлежащим образом подвешен в корпусе 4. В зоне рабочих лопаток 5 канал 1 ограничивается внутри диском ротора 6 и снаружи крышкой 7. Регулируемые направляющие лопатки 8 вместе с ходовым валом 9 выполнены предпочтительно как одно целое. Вал 9 установлен во втулке 10, которая проходит через корпус 4 и обод 3 для крепления лопаток. На выступающем из втулки 10 конце вал соединен с качающимся рычагом 11. Этот рычаг с помощью пальца 12 соединен с регулировочным кольцом (не показан).
Вверх по течению регулируемой решетки направляющих лопаток расположена классическая нерегулируемая решетка направляющих лопаток. Ее лопатки 13 оптимизированы с точки зрения количества, а также относительно отношения хорды S к ходу Т для полной нагрузки. Они придают потоку предварительную закрутку, так что в последующей регулируемой решетке направляющих лопаток вряд ли происходит отклонение.
Регулируемые направляющие лопатки 8 имеют примерно такую же длину S хорды, что и нерегулируемые направляющие лопатки 13. Вследствие очень слабого отклонения они расположены ступенями в решетке примерно с двойным шагом, так что их количество составляет примерно половину качества нерегулируемых направляющих лопаток. Речь идет о симметричных профилях с прямой контурной линией 14. В показанной системе газотурбонагнетателя число Маха на выходе нерегулируемой решетки направляющих лопаток может превышать единицу. Поэтому входная кромка 15 регулируемых лопаток проходит конически в радиальном направлении, чтобы избежать появления ударов уплотнения на носке профиля.
Непосредственное регулирование направляющих лопаток 8 в решетке осуществляется через систему рычагов с помощью исполнительных механизмов (не показаны), которые известны, например, из конструкции нагнетателей. Регулирование осуществляется предпочтительно автоматически по функции рабочих параметров, как, например, давление наддува, частота вращения и т.д.
Разрез цилиндра на фиг. 2 показывает схему лопаток в рассмотренной зоне газовой турбины. С целью указания порядка величин в выполненном примере отдельные решетки имеют следующие данные: отношение толщины профиля к хорде у регулируемых лопаток составляет 0,25. Отношение хорды S к ходу Т составляет у регулируемых лопаток 0,6, у нерегулируемых направляющих лопаток примерно 1,20. Тем самым достигнуты оптимальные соотношения ходов для обеих расположенных друг за другом решеток направляющих лопаток с учетом обычных в газотурбонагнетателях условий притока и оттока.
Направляющие лопатки 8 обтекаются при тех же условиях, с которыми они покидают направляющие рабочие лопатки 13. Они установлены так, что работают в зоне невосприимчивости. Отработавшие газы покидают регулируемую решетку при полной нагрузке под углом примерно 15-20о. Диапазон регулирования направляющих лопаток 13 составляет предпочтительно 5-10о по обе стороны.
Подразумевается, что на практике отношение хода к хорде оптимизируется относительно значения частичной нагрузки, с которой движется наддуваемая машина.
Изобретение не ограничивается показаниями и описанным примером выполнения. Форма контура регулируемых лопаток может быть искривленной, что привело бы к существенному удорожанию этого решения, если речь не идет о литых деталях. У регулируемых лопаток контур острия и основания лопатки может быть сформован в зоне соответственно выполненных противоположных частей корпуса изогнутым, чтобы добиться при вращении лопаток неизменного зазора.
Новое техническое решение не ограничено только турбинами с турбонаддувом.
Claims (6)
1. ОСЕВАЯ ТУРБИНА, содержащая последовательно расположенные в корпусе нерегулируемую решетку направляющих лопаток, по меньшей мере один ряд регулируемых направляющих лопаток, по меньшей мере один ряд рабочих лопаток, отличающаяся тем, что отношение длины хорды регулируемых направляющих лопаток к шагу меньше отношения длины хорды к шагу нерегулируемых направляющих лопаток.
2. Турбина по п.1, отличающаяся тем, что отношение длины хорды к шагу регулируемых направляющих лопаток равно половине отношения длины хорды к шагу нерегулируемых направляющих лопаток.
3. Турбина по п.1, отличающаяся тем, что длина хорды регулируемых направляющих лопаток по меньшей мере равна длине хорды нерегулируемых направляющих лопаток.
4. Турбина по п.1, отличающаяся тем, что регулируемые направляющие лопатки выполнены с симметричным профилем, имеющим прямую среднюю линию профиля.
5. Турбина по п.1, отличающаяся тем, что входная кромка регулируемых направляющих лопаток лежит на конической поверхности.
6. Турбина по п.1, отличающаяся тем, что участок корпуса в зоне расположения регулируемых направляющих лопаток выполнен цилиндрической формы.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH2770/91 | 1991-09-19 | ||
CH277091 | 1991-09-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2050439C1 true RU2050439C1 (ru) | 1995-12-20 |
Family
ID=4241222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU925052648A RU2050439C1 (ru) | 1991-09-19 | 1992-09-17 | Осевая турбина |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0532907B1 (ru) |
JP (1) | JPH05195709A (ru) |
KR (1) | KR930006317A (ru) |
CN (1) | CN1025062C (ru) |
CZ (1) | CZ280305B6 (ru) |
DE (1) | DE59205387D1 (ru) |
PL (1) | PL168648B1 (ru) |
RU (1) | RU2050439C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507402C2 (ru) * | 2008-09-30 | 2014-02-20 | Снекма | Система управления оборудованием с изменяемой геометрией газотурбинного двигателя, содержащей, в частности, соединение с помощью направляющих дорожек |
RU175183U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-11-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" | Осевая турбина |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX2011002708A (es) * | 2008-09-18 | 2011-05-25 | Siemens Ag | Metodo, sistema, dispositivo para paletas guia variables. |
DE102009047006A1 (de) * | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Robert Bosch Gmbh | Aufladeeinrichtung |
US8668445B2 (en) * | 2010-10-15 | 2014-03-11 | General Electric Company | Variable turbine nozzle system |
KR101046205B1 (ko) * | 2010-12-14 | 2011-07-04 | 한국기계연구원 | 가변 베인형 터빈 |
CN104895839A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-09-09 | 南京航空航天大学 | 前后半段可调的轴流压气机静子叶片***及其工作方法 |
CN106194287B (zh) * | 2016-08-26 | 2017-08-15 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种高炉煤气透平首级导叶的调整机构 |
RU169404U1 (ru) * | 2016-09-05 | 2017-03-16 | Юрий Арсентьевич Чашков | Регулирующее лопастное устройство для осевой гидротурбины |
BE1025470B1 (fr) * | 2017-08-14 | 2019-03-18 | Safran Aero Boosters S.A. | Systeme d'aubes a calage variable de compresseur pour turbomachine |
CN109505664B (zh) * | 2019-01-25 | 2023-09-08 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种带有双层可转导叶的船用燃气轮机可倒车动力涡轮 |
DE102019201039A1 (de) * | 2019-01-28 | 2020-07-30 | Psa Automobiles Sa | Leitschaufelgitter |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2064313A (en) * | 1933-11-22 | 1936-12-15 | Moody Lewis Ferry | Hydraulic power apparatus |
US2316452A (en) * | 1940-12-09 | 1943-04-13 | Bbc Brown Boveri & Cie | Axial blower |
FR2485102A1 (fr) * | 1980-05-30 | 1981-12-24 | Neyrpic | Organe de distribution pour machine hydroelectrique de haute chute |
DE3623001C1 (de) * | 1986-07-09 | 1987-07-09 | Mtu Muenchen Gmbh | Verstellvorrichtung fuer schwenkbare Leitschaufeln von Turbotriebwerken |
-
1992
- 1992-08-12 EP EP92113725A patent/EP0532907B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-12 DE DE59205387T patent/DE59205387D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-25 CZ CS922612A patent/CZ280305B6/cs unknown
- 1992-09-08 PL PL92295860A patent/PL168648B1/pl unknown
- 1992-09-09 KR KR1019920016617A patent/KR930006317A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-09-17 RU SU925052648A patent/RU2050439C1/ru active
- 1992-09-18 JP JP4249096A patent/JPH05195709A/ja active Pending
- 1992-09-19 CN CN92110979A patent/CN1025062C/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Европейская заявка N 253234, кл. F 01D 17/16, опублик.1988. * |
2. Заявка Франции N 2313565, кл. F 02K 3/02, опублик.1977. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507402C2 (ru) * | 2008-09-30 | 2014-02-20 | Снекма | Система управления оборудованием с изменяемой геометрией газотурбинного двигателя, содержащей, в частности, соединение с помощью направляющих дорожек |
RU175183U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2017-11-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" | Осевая турбина |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0532907B1 (de) | 1996-02-21 |
EP0532907A1 (de) | 1993-03-24 |
CN1070717A (zh) | 1993-04-07 |
PL168648B1 (pl) | 1996-03-29 |
JPH05195709A (ja) | 1993-08-03 |
KR930006317A (ko) | 1993-04-21 |
CN1025062C (zh) | 1994-06-15 |
CZ261292A3 (en) | 1993-03-17 |
CZ280305B6 (cs) | 1995-12-13 |
DE59205387D1 (de) | 1996-03-28 |
PL295860A1 (en) | 1993-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5454225A (en) | Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine | |
RU2050439C1 (ru) | Осевая турбина | |
EP1563168B1 (en) | Turbocharger | |
SU917709A3 (ru) | Рабочее колесо центробежного нагнетател | |
US4657476A (en) | Variable area turbine | |
US5094587A (en) | Turbine for internal combustion engine turbochargers | |
US4565068A (en) | Turbocharger | |
JP2005521827A (ja) | 可変ターボ過給機 | |
US5267829A (en) | Flow control apparatus for a turbocharger turbine | |
CA1064828A (en) | Variable camber vane for a gas turbine engine | |
US4428714A (en) | Pre-swirl inlet guide vanes for compressor | |
JP2008539357A (ja) | 内燃機関用の排気ガスターボチャージャ | |
US5575620A (en) | Turbine blade assembly | |
US3059415A (en) | Turbocharger for internal combustion engines | |
US5342169A (en) | Axial flow turbine | |
CN109844263B (zh) | 涡轮机叶轮、涡轮机及涡轮增压器 | |
JPS61192814A (ja) | 内燃機関用の排気ターボ過給機 | |
KR20100095642A (ko) | 블레이드 조정용 제어 장치 | |
US6394751B1 (en) | Radial compressor with wall slits | |
USRE32756E (en) | Pre-swirl inlet guide vane for compressor | |
US4172361A (en) | Gas turbine stator structure | |
JP7008789B2 (ja) | 半径流入式タービン及びターボチャージャー | |
JPS611829A (ja) | タ−ボ過給機 | |
JP2807234B2 (ja) | 燃焼機関設備 | |
US3232580A (en) | Centripetal turbine |