RU2050518C1

RU2050518C1 - Radial turbo-expander

Info

Publication number: RU2050518C1
Application number: RU93017329A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Владимирович Трофименко
Original assignee: Геннадий Владимирович Трофименко
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: two multi-stage wheels 5 are mounted on shaft 1 after each outlet of two-sided centripetal stage 4. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к расширительным машинам динамического действия радиального типа турбодетандерам. The invention relates to expansion machines of dynamic action of the radial type turboexpander.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению является центростремительный детандер, содержащий вал с центростремительной ступенью двухстороннего выхода. Of the known devices, the closest to the invention is a centripetal expander containing a shaft with a centripetal stage of a bilateral exit.

Данная конструкция не позволяет полно использовать энергию рабочего тела, так как большая часть ее рассеивается в выходных диффузорах, что приводит к низкому КПД в производстве механической энергии. This design does not allow full use of the energy of the working fluid, since most of it is dissipated in the output diffusers, which leads to low efficiency in the production of mechanical energy.

В предлагаемом устройстве предполагается более полное использование кинетической энергии потока рабочего тела, снижение механических нагрузок и упрощение конструкции. The proposed device assumes a more complete use of the kinetic energy of the flow of the working fluid, reducing mechanical stress and simplifying the design.

Для этого многоступенчатый радиальный детандер выполнен в виде центростремительной ступени двухстороннего выхода и двух центробежных многоступенчатых колес. For this, a multistage radial expander is made in the form of a centripetal stage of a bilateral exit and two centrifugal multistage wheels.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение совпадает по одному существенному признаку и в этой части оно не ново. Однако оно обладает новизной в отношении признаков: два многоступенчатых центробежных колеса, симметрично расположенных на выходах центростремительной ступени двухстороннего выхода. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed technical solution coincides on one essential basis and in this part it is not new. However, it has novelty in terms of features: two multistage centrifugal wheels symmetrically located at the exits of the centripetal stage of the two-way exit.

Известны конструкции турбодетандеров, в которых осуществляется преобразование работы перепада давления рабочего тела в кинетическую энергию с последующим преобразованием в механическую энергию вращения вала, но ни в одном источнике нет, что на одном валу расположены два центробежных многоступенчатых колеса с находящимся между ними центростремительной ступенью двухстороннего выхода. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень". There are known constructions of turbo expanders in which the work of the differential pressure of the working fluid is converted into kinetic energy, followed by conversion into mechanical energy of rotation of the shaft, but there is not a single source that has two centrifugal multistage wheels with a centripetal two-way exit between them. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображен общий вид многоступенчатого радиального турбодетандера; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of a multistage radial turbo expander; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1.

Многоступенчатый радиальный турбодетандер содержит вал 1, расположенный в подшипниках 2, на котором расположены рабочее колесо центростремительной ступени 4 и многоступенчатые центробежные колеса 5. Центростремительное колесо находится в спиральном корпусе 9, а центробежные колеса в спиральных корпусах 3. A multistage radial turbine expander comprises a shaft 1 located in bearings 2, on which a centripetal stage impeller 4 and multistage centrifugal wheels 5 are located. The centripetal wheel is located in the spiral casing 9, and the centrifugal wheels are in the spiral casings 3.

Многоступенчатый радиальный турбодетандер работает следующим образом. Multistage radial turboexpander works as follows.

Рабочее тело под давлением поступает через сопловой аппарат 8 спирального корпуса 9 на лопатки рабочего колеса центростремительной ступени и далее на рабочее колесо 5, приводя во вращение вал 1. Лопатки 7 расположены на рабочем колесе 5. Лопатки 6 размещены на спиральном корпусе 3 неподвижно и служат обратным направляющим аппаратом. Отработанное рабочее тело выходит через спиральные корпуса 3. The working fluid under pressure enters through the nozzle apparatus 8 of the spiral casing 9 to the blades of the impeller of the centripetal stage and then to the impeller 5, driving the shaft 1. The blades 7 are located on the impeller 5. The blades 6 are fixed on the spiral casing 3 and serve as a reverse guiding apparatus. The spent working fluid exits through the spiral casing 3.

Симметричность конструкции позволяет уравновесить осевые нагрузки, упростить конструкцию и осуществлять снятие крутящего момента вала с двух сторон. Многоступенчатость колес позволяет более полно использовать кинетическую и тепловую энергии рабочего тела. Рабочим телом может служить пар, воздух и паровоздушная смесь с выходными параметрами: давление до 20 кг/см² и температура до 250^оС.The symmetry of the structure allows you to balance axial loads, simplify the design and carry out the removal of the torque of the shaft from two sides. The multi-stage wheels allows you to more fully use the kinetic and thermal energy of the working fluid. The working fluid can be steam, air and steam-air mixture with output parameters: pressure up to 20 kg / cm ² and temperature up to 250 ^о С.

Claims

РАДИАЛЬНЫЙ ТУРБОДЕТАНДЕР, содержащий вал с центростремительной ступенью двустороннего выхода, отличающийся тем, что на валу после каждого выхода установлены многоступенчатые центробежные колеса. A RADIAL TURBODETANDER containing a shaft with a centripetal stage of a bilateral exit, characterized in that multistage centrifugal wheels are installed on the shaft after each exit.