КОРПУС РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ ТУРБОКОМПРЕССОРА

КОРПУС РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ ТУРБОКОМПРЕССОРА


RU (11) 2253738 (13) C2

(51) 7 F01D25/24 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.05.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003115679/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.05.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.05.26 
(43) Дата публикации заявки: 2004.11.20 
(45) Опубликовано: 2005.06.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: GB 2134602 А, 15.08.1984. DE 4125487 C1, 17.06.1992. US 4900225 A, 13.02.1990. RU 2181855 С2, 27.04.2002. 

ЕР 1057978 А2, 06.12.2000. RU 94032158 A1, 20.08.1996. US 4122673 А, 31.10.1978. 
(72) Автор(ы): Королев Г.А. (RU); Попов Б.П. (RU); Сухоруков Н.В. (RU); Грицюк В.Г. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное предприятие "Воронежский механический завод" (RU) 
Адрес для переписки: 394055, г.Воронеж, ул. Ворошилова, 22, ФГУП "Воронежский механический завод" 

(54) КОРПУС РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ ТУРБОКОМПРЕССОРА

Корпус радиально-осевой турбины турбокомпрессора систем наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания имеет фланцы, рабочую полость колеса турбины, клапан перепуска и разгонный конический участок. Разгонный конический участок оканчивается безлопаточным сопловым аппаратом в виде улитки с щелевым конфузором, имеющим базовую и заднюю стенки. Оптимальное соотношение диаметров щелевого конфузора составляет 1,04. При этом базовая стенка улитки перпендикулярна оси турбины, а задняя наклонена под углом . Угол наклона зависит от внутреннего диаметра улитки, ширины щелевого конфузора и перепада диаметров участка формирования газового потока на входе в щелевой конфузор. Данное техническое решение позволяет увеличить мощность турбины, мощность двигателя на режимах "малого газа" при числах оборотов коленчатого вала 1100...1800 об/мин. 3 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретения относятся к турбокомпрессорным агрегатам системы наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания карбюраторных и дизельных.

Известен турбонагнетатель с регулируемой мощностью, содержащей корпус с фланцами, рабочую полость колеса турбины, разгонный участок, улитку со щелевым конфузором, клапан перепуска, диафрагменное устройство, изменяющее проходное сечение концевой части спирального канала корпуса (пат. Японии №4-44088, F 02 B 37/12). Недостатком данной разработки является недостаточная надежность конструкции устройства, осуществляющего регулирование мощности турбин.

Технической задачей данной разработки является создание корпуса радиально-осевой турбины турбокомпрессора, позволяющего увеличить мощность турбины, а следовательно, и мощность двигателя на режимах “малого газа” при числах оборотов коленчатого вала 1100... 1800 об/мин.

Данная цель достигается за счет корпуса радиально-осевой турбины турбокомпрессора, имеющего фланцы, рабочую полость колеса турбины, разгонный конический участок, оканчивающийся безлопаточным сопловым аппаратом в виде улитки со щелевым конфузором, при этом базовая стенка внутренней поверхности улитки перпендикулярна оси турбины, а задняя наклонена к оси турбины под углом определяемым из равенства



где - угол наклона задней стенки улитки в заданном сечении;

D - внутренний диаметр улитки в заданном сечении;

b - ширина щелевого конфузора;

=d1-d2 - перепад диаметров участка формирования газового потока на входе в щелевой конфузор.

Оптимальное соотношение диаметров щелевого конфузора составляет d2 /d3=1,04.

Данная техническая разработка обеспечивает повышение эффективности турбонаддува на режимах “малого газа” двигателя (оборотах 1100... 1800 об/мин коленчатого вала), что позволяет увеличить давление наддува и, значит, мощность двигателя (приемистость).

На фиг.1 изображен корпус радиально-осевой турбины турбокомпрессора в разрезе, на фиг.2 разрез А-А, на фиг.3 - элемент Б - увеличенное сечение улитки.

Корпус радиально-осевой турбины (корпус) имеет фланец 1 входа рабочего тела, фланец 2 - выхода рабочего тела, рабочую полость 3 колеса турбины (не показано), клапан перепуска 4, разгонный конический участок 5, безлопаточный сопловой аппарат (улитку) 6 со щелевым конфузором 7, базовую стенку 8 улитки, перпендикулярную оси 9 турбины, заднюю стенку 10, наклоненную под углом к оси 9 турбины. Для каждого конкретного корпуса турбины значения d1, d2, d3, и b - постоянные величины; d1 - внутренний диаметр улитки; d2 - входной диаметр щелевого конфузора; d3 - диаметр на выходе щелевого конфузора; D - внутренний диаметр улитки в заданном сечении; b - ширина щелевого конфузора; = d1 - d2; d2/d3 1,04; 1/2 - длина формирования газового потока на входе в щелевой конфузор. 

Корпус такой конструкции обеспечивает выход газового потока в безлопаточном направляющем аппарате корпуса турбины с большим углом выхода потока (30° -50° ), вместо углов 18° ... 20° для корпусов известных конструкций, что обуславливает малые углы атаки, а значит высокие скорости вращения ротора турбокомпрессора, при этом на выходе из компрессора обеспечивается наддув с высоким расходом и давлением воздуха. Двигатель существенно увеличивает мощность на малых оборотах коленчатого вала, сокращая тем самым время выхода на номинальный режим. Рабочее тело через фланец 1, разгонный конический участок 5, безлопаточный сопловой аппарат 6 со щелевым конфузором 7 поступает в рабочую полость колеса турбины, совершает работу и через фланец 2 выходит из корпуса. Оптимальное соотношение диаметров щелевого конфузора составляет d2/d3~1,04.

В области низких и средних скоростных режимах газ из выхлопного коллектора двигателя (не показан) поступает в рабочую полость 3 турбины, совершает полезную работу, которая затрачивается на привод компрессора, сидящего на одном валу с турбиной. Компрессор всасывает атмосферный воздух, сжимает его до определенного давления наддува и подает его в цилиндры двигателя. В области низких и средних скоростных режимов коленчатого вала n=1100... 1800 об/мин двигателя турбокомпрессор работает в нерегулируемом режиме, клапан перепуска 4 закрыт до определенного давления наддува ( 1,2 кгс/см2), после чего он приоткрывается и осуществляет перезапуск газа в корпусе турбины из подводящего патрубка непосредственно на выхлоп.

В области высоких скоростных режимов в турбокомпрессоре с корпусом турбины данной конструкции начало перепуска происходит гораздо раньше при меньшей скорости вращения коленчатого вала двигателя. Двигатель ощущает влияние турбонаддува уже при малых оборотах вала, что обусловлено повышением эффективности турбины за счет значительного уменьшения углов атаки при входе газового потока на лопатки рабочего колеса турбины.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Корпус радиально-осевой турбины турбокомпрессора, имеющий фланцы, рабочую полость колеса турбины, клапан перепуска, разгонный конический участок, оканчивающийся безлопаточным сопловым аппаратом в виде улитки с щелевым конфузором, имеющим базовую и заднюю стенки, отличающийся тем, что оптимальное соотношение диаметров щелевого конфузора составляет 1,04, базовая стенка внутренней поверхности улитки перпендикулярна оси турбины, а задняя наклонена к оси турбины под углом, определяемым из равенства



где Д - внутренний диаметр улитки в заданном сечении;

В - ширина щелевого конфузора;

- перепад диаметров участка формирования газового потока на входе в щелевой конфузор;

- угол наклона задней стенки улитки в заданном сечении.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru