Выходное устройство турбомашины

 

Использование: турбохолодильные системы кондиционирования воздуха летательных аппаратов. Сущность изобретения: выходное устройство турбомашины состоит из диффузорного патрубка 1. обечайки 2, закрепленной в нем на стойках 3, обтекателя 4, присоединенного к втулке 5 гурбины, при этом обечайка 2 расположена вокруг обтекателя 4 с образованием кольцевого зазора и соединена с последним лопатками 6, причем площадь кольцевого зазора на входе в обечайку равна 10...15% площади входного сечения патрубка 1, площадь сечения на выходе из нее равна или меньше площади на ее входе, а образующая обтекателя в меридиональном сечении описана окружностью или эллипсом. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1Я)л F 01 О 25/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4821921/06 (22) 04,04.90 (46) 30.10.92, Бюл, 3Ф 40 (71) Научно-производственное обьединение

"Наука" (72) Г.Г.Миронов (56) Маслянников М.M. Авиационные газотурбинные двигатели. М.: Машиностроение, 1975, с.446, рис,14.1(б). (54) ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ТУРБОМАШИНЪ| (57) Использование: турбохолодильные системы кондиционирования воздуха летательных аппаратов. Сущность изобретения: Ы„„1772359 А1 выходное устройство турбомашины состоит иэ диффуэорного патрубка 1, обечайки 2, закрепленной в нем на стойках 3, обтекателя 4, присоединенного к втулке 5 гурбины, при этом обечайка 2 расположена вокруг обтекателя 4 с образованием кольцевого зазора и соединена с последним лопатками 6, причем площадь кольцевого зазора на входе в обечайку равна 10...157 площади входного сечения патрубка 1, площадь сечения на выходе из нее равна или меньше площади на ее входе, а образующая обтекателя в меридиональном сечении описана окружностью или эллипсом. 3 ил, 1772359

Изобретение относится к турбомашинам, преимущественно к турбохолодильниKBM систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов, газотурбинным двигателям малой мощности.

Известны выходные устройства турбомашин, представляющие собой кольцевые диффузорные каналы. В них расположены внутренние обтекатели в виде конуса или цилиндра для уменьшения гидравлических потерь при внезапном расширении потока, выходящего из турбины.

Такие обтекатели снижают эффективность устройства при изменении условий работы турбомашины и увеличивают его массу.

Известны -:àêæå выходные устройства турбомашин, содержащие кольцевые расширяющиеся с осесимметричным обтекателем внутри.

Им присущи те же недостатки.

Известны также выходные устройства турбомашин, преимущес-.вечно турбохолодильника, содержащие корпус с патрубком, установленные внутр патрубка осесимметричный затурбинный обтекатель и обечайку, расположенную вокру ггоследнего с образованием кольцевого зазора. соединенные между собой лопатками, Это устройство имеет те же недостатки, что и аналоги, Кроме того, во многих случаях на выходе из турбины поток воздуха может иметь закрутку. Наличие закрутки деформирует поле скоростей и давлений в потоке во входном сечении канала устрОйствз иэ-зз действия центробежных сил, В результате деформаций поток прижимается к наружным стенкам канала, а в его центральной части возникают условия для отрыва потока от внутреннего обтекателя иэ-эа падения давления в центральной части. Воздействие этОГО фактОрз привОдит к изменению влияния геометрических характеристик устройства на структуру и эффективность течения в нем по сравнению с осевым потоком.

В результате в выходном устройстве возникают гидравлические потери и снижается его эффективность. Внутренний обтекатель в виде конуса или цилиндра увеличивает массу всего выходного устройства.

Целью изобретения является снижение гидравлического сопротивления и снижение массы, Эта цель достигается тем, что выходное устройство турбомашины, содержащее корпус с патрубком, установленные внутри патрубка осесимметричнь|й ззтурбинный обтекатель и обечайку, расположенную вокруг последнего с образованием кольцевого заэора, соединенные между собой лопатками, имеет площадь кольцевого зазора на входе в обечайку, равную 10 — 15 g, площади входного сечения патрубка, а площадь сечения на выходе из нее. равную или меньшую площади на ее входе. причем патрубок выполнен расширяющимся, а образующая обтекателя в перпендикуляром сечении описана окружностью или эллипсом.

На фиг.1 схематически показано описываемое выходное устройство турбомашины; на фиг.2 — обечайка с обтекателем; на фиг.3 — поперечный разрез обечайки с обтекателем, Выходное устройство турбомашины состоит из расширяющегося диффузорного канала 1, обечайки 2, закрепленной в канале с помощью стоек 3. Обтекатель выполнен в виде кока 4, очерчен перпендикулярном, меридиональным сечении по окружности или эллипсу и соединен с втулкой 5, Между обечайкой 2 и коком 4 размещены направляющие лопатки 6 и образована щелевая полость с входным кольцевым сечением 7 и выходным сечением В.

При работе турбины. воздух из нее поступает в диффузоррный канал 1 выходного устройства. Часть воздуха (примерно 1015 ) из общего потока направляется в щелевую полость через кольцевое сечение 7, образованное втулкой 5 и обечайкой 2.

Пройдя между направляющими лопатками 6 и обтекая кок 4, воздух через выходное сечение 8 обечайки 2 истекает в виде струи.

Заполняя центральную часть патрубка выходного устройства, струя воздуха предотвращает образование в приосевой части патрубка застойной зоны. Наличие в центральной части пзтрубка струйного ечения вместо обтекателя с твердыми границами (конуса или цилиндра) обеспечивает саморегулирование потока в зависимости от режима работы турбины и величины закрутки за ней. С увеличением закрутки происходит расширение струи, а с уменьшением закрутки — ее сужение. Небольшая осевая длина внутреннего обтекателя и обечайки позволяет снизить массу всего выходного устройства, Таким образом, предложенная конструкция выходного устройства турбомашины позволяет снизить гидравлические потери в нем и его массу.

Формула изобретения

Выходное устройство турбомашины, преимущественно турбохолодильника, содержащее корпус с патрубком. установлен-. ные внутри патрубка осесимметричный затурбин ный обтекател ь и обеч айку, расположенную вокруг последнего с образовани1772359

Составитель Г.Миронов

Техред М.Моргентал Корректор, И.Щулла

Редактор

Заказ 3824 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ем кольцевого зазора, соединенные между собой лопатками, отл и чаю ще ес я тем, что. с целью снижения гидравлического сопротивления и снижения массы, площадь кольцевого зазора на входе в обечайку равна 10 — 157ь площади входного сечения патрубка, а площадь сечения на выходе из нее равна или меньше площади Hà ее входе; причем патрубок выполнен расширяющимся, а образующая обтекателя в меридио5 нальном сечении описана окружностью или эллипсом.