газогидравлическая турбомашина

Формула изобретения

1. Газогидравлическая турбомашина, содержащая герметичный корпус, в который с возможностью вращения вмонтирована радиальная турбина, турбинное колесо которой установлено в корпус с калиброванным зазором и содержит радиальные лопатки, примыкающие с внешней стороны цилиндрической стенки к корпусу серповидные направляющие аппараты, заполненные жидкостью, каждый из которых содержит по ходу вращения турбинного колеса расширяющийся отвод, образованный отверстием в цилиндрической стенке корпуса, и расположенный за ним по ходу вращения турбинного колеса сопловой аппарат, образованный другим по ходу вращения турбинного колеса отверстием в цилиндрической стенке корпуса, выходящим к межлопастным каналам турбины, отличающаяся тем, что турбомашина содержит системы подачи топлива и зажигания, уплотнения, например лабиринтные, а турбинное колесо содержит два боковых диска, причем радиальные лопатки выполнены между ними, загнуты по периферии в сторону, противоположную вращению турбинного колеса, и образуют межлопастные каналы с возможностью периодического полного или частичного их опорожнения от жидкости при вращении турбинного колеса, в одном или обоих боковых дисках со стороны вала турбины выполнены отверстия, выходящие с одной стороны к распределителю, а с другой - в межлопастные каналы, причем отвод и сопло выполнены между собой на расстоянии, позволяющем части цилиндрической стенки корпуса между ними перекрывать, как минимум, один межлопастной канал турбины, а части цилиндрической стенки корпуса между соплом и отводом по ходу вращения турбинного колеса перекрывать, как минимум, один межлопастной канал турбины.

2. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что межлопастные каналы турбины выполнены наклонными к радиусу.

3. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что межлопастные каналы выполнены наклонными к валу турбины.

4. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что сопло направляющего аппарата выполнено регулируемым.

5. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что в цилиндрической стенке корпуса между отводом и соплом по ходу вращения турбинного колеса выполнено отверстие для выпуска выхлопных газов или пара, выходящее с одной стороны к межлопастным каналам турбины, а с другой стороны - в выпускной патрубок.

6. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что по периферии турбинного колеса межлопастные каналы выполнены в виде реактивного сопла, например, суживающимися к периферии.

7. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что полость корпуса в пространстве со стороны боковых дисков турбины заполнена рабочей жидкостью.

8. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, полость корпуса в пространстве со стороны боковых дисков турбины остается порожней, а в корпусе выполнены отверстия для откачки поступающих через зазоры перетечек жидкости и газов.

9. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что при вращении турбомашины межлопастные каналы в момент завершения контакта с отводом максимально опорожнены от рабочей жидкости, а в момент прекращения контакта с соплом максимально наполнены рабочей жидкостью.

10. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что отвод серповидного направляющего аппарата соединен с соплом следующего по ходу вращения турбинного колеса серповидного направляющего аппарата посредством трубопровода, а отвод последнего соединен трубопроводом с соплом предыдущего, причем отвод и сопло каждого отдельного серповидного направляющего аппарата разделены непроницаемыми перегородками.

11. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что межлопастные каналы турбины в части от впускных отверстий до начала загиба лопаток выполнены цилиндрическими и в них вмонтированы с возможностью возвратно-поступательного движения от центра турбины к периферии и обратно поршни с уплотнительными кольцами, а в части после загиба лопаток межлопастные каналы заполнены жидкостью.

12. Турбомашина по п.11, отличающаяся тем, что поршни, вмонтированные в межлопастные каналы турбины, выполнены дифференциальными.

13. Турбомашина по п.11 или 12,отличающаяся тем, что в межлопастных каналах вмонтированы поршни двойного действия.

14. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что межлопастные каналы выполнены радиально-осевыми, в радиальной части заполнены жидкостью, а в осевой части выполнены в виде цилиндров и в них вмонтированы поршни, например, дифференциальные двойного действия.

15. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что межлопастные каналы в части до начала загиба лопаток разделены герметичной гибкой мембраной, а после загиба лопаток, к периферии турбины заполнены жидкостью.

16. Турбомашина по п.1, отличающаяся тем, что свечи зажигания и топливные форсунки вмонтированы непосредственно в межлопастные каналы турбины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в паровых и газотурбинных двигателях, компрессорах, в двигателях внутреннего сгорания, насосах.

Известна газогидравлическая турбомашина, содержащая герметичный цилиндрический корпус, в котором с возможностью вращения вмонтирована радиальная турбина, турбинное колесо которой установлено в корпус с калиброванным зазором и содержит радиальные лопатки, примыкающие с внешней стороны цилиндрической стенки к корпусу серповидные направляющие аппараты, заполненные жидкостью (DE №356649 А, МПК 7 F 01 C 7/00, 1920).

Известен также роторно-поршневой двигатель, содержащий блок радиальных цилиндров, в которых размещены поршни с опорой на статорное кольцо, выполненное вокруг цилиндров в корпусе двигателя и имеющее удаленные и приближенные к цилиндрам участки («От водяного колеса до квантового ускорителя», г.Москва, Машиностроение, 1990 г., стр.63).

Недостатком подобных конструкций являются низкий КПД за счет неполного использования энергии рабочей жидкости при расширении продуктов сгорания, а также низкая удельная мощность.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является повышение КПД, удельной мощности газогидравлической турбомашины и повышение надежности.

Указанный технический результат достигается тем, что газогидравлическая турбомашина содержит герметичный корпус, в который с возможностью вращения вмонтирована радиальная турбина, турбинное колесо которой установлено в корпус с калиброванным зазором и содержит радиальные лопатки, примыкающие с внешней стороны цилиндрической стенки к корпусу серповидные направляющие аппараты, заполненные жидкостью, каждый из которых содержит, по ходу вращения турбинного колеса, расширяющийся отвод, образованный отверстием в цилиндрической стенке корпуса, и расположенный за ним, по ходу вращения турбинного колеса, сопловой аппарат, образованный другим, по ходу вращения турбинного колеса, отверстием в цилиндрической стенке корпуса, выходящим к межлопастным каналам турбины, отличается тем, что содержит системы подачи топлива и зажигания, уплотнения, например лабиринтные, а турбинное колесо содержит два боковых диска, причем радиальные лопатки выполнены между ними, загнуты по периферии в сторону, противоположную вращению турбинного колеса, и образуют межлопастные каналы с возможностью периодического полного или частичного их опорожнения от жидкости при вращении турбинного колеса, в одном или обоих боковых дисках, со стороны вала турбины, выполнены отверстия, выходящие с одной стороны к распределителю, а с другой - в межлопастные каналы, причем отвод и сопло выполнены между собой на расстоянии, позволяющем части цилиндрической стенки корпуса между ними перекрывать, как минимум, один межлопастный канал турбины, а части цилиндрической стенки корпуса между соплом и отводом, по ходу вращения турбинного колеса, перекрывать, как минимум, один межлопастный канал турбины.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что межлопастные каналы турбины выполнены наклонными к радиусу.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что межлопастные каналы выполнены наклонными к валу турбины.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что сопло направляющего аппарата выполнено регулируемым.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что в цилиндрической стенке корпуса между отводом и соплом, по ходу вращения турбинного колеса выполнено отверстие для выпуска выхлопных газов или пара, выходящее с одной стороны к межлопастным каналам турбины, а с другой стороны - в выпускной патрубок.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что по периферии турбинного колеса межлопастные каналы выполнены в виде реактивного сопла, например, суживающимися к периферии.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что полость корпуса, в пространстве со стороны боковых дисков турбины, заполнена рабочей жидкостью.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что полость корпуса, в пространстве со стороны боковых дисков турбины, остается порожней, а в корпусе выполнены отверстия для откачки поступающих через зазоры перетечек жидкости и газов.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что при вращении турбомашины межлопастные каналы, в момент завершения контакта с отводом, максимально опорожнены от рабочей жидкости, а в момент прекращения контакта с соплом максимально наполнены рабочей жидкостью.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что отвод серповидного направляющего аппарата соединен с соплом следующего по ходу вращения турбинного колеса серповидного направляющего аппарата посредством трубопровода, а отвод последнего соединен трубопроводом с соплом предыдущего, причем отвод и сопло каждого отдельного серповидного направляющего аппарата разделены непроницаемыми перегородками.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что межлопастные каналы турбины в части от впускных отверстий до начала загиба лопаток выполнены цилиндрическими и в них вмонтированы, с возможностью возвратно-поступательного движения от центра турбины к периферии и обратно, поршни с уплотнительными кольцами, а в части после загиба лопаток межлопастные каналы заполнены жидкостью.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что поршни, вмонтированные в межлопастные каналы турбины, выполнены дифференциальными.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что в межлопастных каналах вмонтированы поршни двойного действия.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что межлопастные каналы выполнены радиально-осевыми, в радиальной части заполнены жидкостью, а в осевой части выполнены в виде цилиндров и в них вмонтированы поршни, например дифференциальные, двойного действия.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что межлопастные каналы в части до начала загиба лопаток разделены герметичной гибкой мембраной, а после загиба лопаток, к периферии турбины, заполнены жидкостью.

Кроме того, турбомашина отличается тем, что свечи зажигания и топливные форсунки вмонтированы непосредственно в межлопастные каналы турбины.

На чертежах изображено:

Фигура 1. Газогидравлическая турбомашина в виде двухтактного мокрогазового двигателя внутреннего сгорания либо мокрогазовой паровой или газовой турбины. Вид спереди, разрез.

Фигура 2. Газогидравлическая турбомашина в виде двухтактного мокрогазового двигателя внутреннего сгорания. Вид сбоку, разрез.

Фигура 3. Газогидравлическая турбомашина в качестве двигателя внутреннего сгорания с дифференциальными поршнями простого и двойного действия. Вид спереди, разрез.

Фигура 4. Газогидравлическая турбомашина в качестве двухтактного двигателя внутреннего сгорания с дифференциальными, двойного действия поршнями аксиального расположения. Вид сбоку, разрез.

Газогидравлическая турбомашина содержит корпус 1, в котором вмонтировано с возможностью вращения колесо турбины 2 с радиальными либо наклонными к радиусу межлопастными каналами 3 с лопатками 4, загнутыми по периферии в сторону, противоположную вращению турбины, с впускными отверстиями 5 со стороны вала турбинного колеса, к которым примыкает, например, торцовый распределитель 6, вмонтированный в боковую крышку корпуса 1, выполненное в цилиндрической стенке 7 корпуса 1 отверстие в виде отвода 8, выходящее в серповидный направляющий аппарат 9, закрепленный снаружи к корпусу 1 и образующий сопловый аппарат 10 со следующим после отвода 8 отверстием в цилиндрической стенке 7 корпуса 1 по ходу вращения турбинного колеса 2, уплотнения, например, лабиринтные 11 периферийного торца турбинного колеса 2, уплотнения, например, торцовые 12 вала турбинного колеса 2. Выпускное отверстие 13, выполненное в цилиндрической стенке корпуса 1 между отводом 8 и соплом 10, дифференциальный поршень 14, образующий в двигателях камеру сгорания 15 или ступень высокого давления в компрессорах и насосах, нагнетатель 16 в двигателях или ступень среднего давления в компрессорах и насосах и, например, полость для сбора и удаления перетечек рабочей жидкости и газов 17 или ступень низкого давления.

Газогидравлическая турбомашина работает следующим образом. В мокрогазовых двухтактных двигателях внутреннего сгорания (Фиг.1, 2) при вращении турбинного колеса 2 жидкость, находящаяся в межлопастных каналах 3, выбрасывается к периферии колеса 2 турбины в отверстие отвода 8 и далее в направляющий аппарат 9, при этом межлопастный канал 3, совмещенный с отводом 8, максимально опорожняется от рабочей жидкости. Далее, при вращении колеса 2 опорожненный от рабочей жидкости межлопастный канал перекрывается полностью или частично цилиндрической стенкой 7 корпуса 1, выполненной за отводом 8 по ходу вращения турбинного колеса 2, в которой выполнено выпускное отверстие 13. При этом впускное отверстие 5 межлопастного канала 3 совмещается посредством распределителя 6 с трубопроводом подачи сжатого воздуха, который поступает в межлопастный канал 3, осуществляя его продувку, в конце продувки, через торцовый распределитель 6 посредством впускного отверстия 5 в межлопастный канал 3, в газовых и карбюраторных двигателях поступает, например, распыленное или газообразное топливо. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 совмещается с сопловым аппаратом 10, при этом, например, часть воздуха из этого межлопастного канала 3 выдавливается в выпускное отверстие 13, затем оно перекрывается и начинается такт сжатия воздуха или топливо-воздушной смеси, в случае сжатия воздуха в конце такта сжатия отверстие 5 совмещается посредством распределителя 6 с топливной форсункой, через которую в межлопастный канал 3 вспрыскивается топливо и воспламеняется от температуры сжатого воздуха или от свечи зажигания (на чертеже не показано), в случае сжатия топливо-воздушной смеси отверстие 5 совмещается со свечей зажигания в конце такта сжатия и, топливо-воздушная смесь воспламеняется. Далее, при вращении колеса турбины 2 расширяющиеся продукты сгорания выталкивают рабочую жидкость из межлопастного канала 3 благодаря лопаткам 4, загнутым в сторону, противоположную вращению колеса 2, выполенным по периферии, в виде сопла, например, суживающимся, возникает реактивный момент, направленный в сторону вращения колеса и заставляющий его вращаться. Из межлопастного канала 3 в такте рабочего хода рабочая жидкость поступает в отвод 8, затем посредством направляющего аппарата 9 поступает к сопловому аппарату 10 и далее на лопатки 4 турбинного колеса 2 и, благодаря изменению направления потока рабочей жидкости, отдает энергию турбинному колесу 2, заставляя его вращаться, при этом сжимая находящийся в этом отсеке воздух или топливо-воздушную смесь в такте сжатия. Далее, при вращении турбинного колеса 2 цикл повторяется.

Газогидравлическая турбомашина в качестве четырехтактного мокрогазового двигателя работает следующим образом.

При вращении турбинного колеса 2 в межлопастном канале 3, совмещенном с отводом 8, жидкость отбрасывается к периферии и поступает в направляющий аппарат 9, при этом впускное отверстие 5 этого межлопастного канала совмещается посредством распределителя 6 с впускным трубопроводом, через который в межлопастный канал 3 поступает воздух либо топливо-воздушная смесь. Далее, при вращении турбинного колеса данный межлопастный канал 3 перекрывается цилиндрической стенкой 7 корпуса 1, а затем совмещается с сопловым аппаратом 10, посредством которого межлопастный канал 3 заполняется рабочей жидкостью, поступающей из направляющего аппарата 9 в такте сжатия, далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 перекрывается цилиндрической стенкой 7 корпуса 1, при этом в момент перекрытия, а также возможно несколько ранее или позже этого момента впускные отверстия 5 посредством распределителя 6 совмещаются со свечами зажигания либо топливными форсунками, топливо-воздушная смесь воспламеняется, при этом межлопастный канал 3 совмещается с отводом 8, в который выталкивается энергией газов рабочая жидкость и, благодаря реакции струи рабочей жидкости, исходящей из соплообразной периферийной части межлопастного канала 3, турбинное колесо 2 вращается, отдавая энергию потребителю. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 в конце рабочего хода перекрывается стенкой 7 корпуса 1, а затем совмещается с сопловым аппаратом 10, через который из направляющего аппарата 9 в межлопастный канал 3 поступает рабочая жидкость, остаточная энергия которой срабатывается лопастями 4 благодаря изменению направления потока рабочей жидкости, при этом впускные отверстия 5 данного межлопастного канала совмещаются посредством распределителя 6 с выпускным коллектором, в который выталкиваются продукты сгорания в процессе заполнения межлопастного канала 3 рабочей жидкостью. Далее, при вращении турбинного колеса 2 цикл повторяется. С целью повышения давления в такте сжатия в двигателях, содержащих, как минимум, два серповидных направляющих аппарата 9, отвод 8 одного направляющего аппарата соединен трубопроводом (на чертеже не показан) с соплом 10 следующего по ходу вращения турбинного колеса 2 направляющего аппарата 9, благодаря этому высокая энергия, получаемая жидкостью в такте рабочего хода, передается сжимаемому газу в такте сжатия, в свою очередь сопло 10 этого направляющего аппарата 9 в такте выхлопа соединено другим трубопроводом (на чертеже не показан) с отводом 8 другого, по ходу вращения турбинного колеса 2, направляющего аппарата 9 в такте всасывания, при этом для осуществления тактов всасывания и выхлопа используется меньшая энергия жидкости, получаемая жидкостью от вращения турбинного колеса 2.

В газогидравлических турбомашинах с вмонтированными в межлопастных каналах 3 поршнями 14 (Фигура 3) рабочий процесс осуществляется, например, следующим образом.

При вращении турбинного колеса 2 поршень 14, расположенный в межлопастном канале 3, совмещенном с отводом 8, благодаря действию центробежных сил (а также возможно действию подпружинивающей его пружины (на чертеже не показана) и возможно сжатому воздуху наддува) отбрасывается к периферии турбинного колеса, выталкивая рабочую жидкость в направляющий аппарат 9 и засасывая в ступень нагнетателя 16 воздух посредством распределителя 6 или впускного клапана (на чертеже не показан). При этом в камеру сгорания поступает воздух, например, из ресивера (на чертеже не показан) и из нагнетателя 16. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 перекрывается частью цилиндрической стенки 7 корпуса 1, а затем совмещается с сопловым аппаратом 10, посредством которого в данный межлопастный канал 3 поступает рабочая жидкость, заставляя поршень 14 двигаться к центру турбинного колеса 2. При этом в камере сгорания 15 сжимается находящийся в ней воздух, а из ступени нагнетателя 16 воздух выталкивается в ресивер. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 перекрывается стенкой 7 корпуса 1. В районе перекрытия канала 3 посредством распределителя 6 либо посредством топливного насоса и форсунок, вмонтированных в турбинном колесе 2, (на чертеже не показаны) в камеру сгорания 15 впрыскивается топливо и затем воспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха либо от свечи зажигания (на чертеже не показана). Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 совмещается с отводом 8, расширяющиеся газы в камере сгорания 15 выталкивают поршень 14 к периферии турбинного колеса 2, соответственно рабочая жидкость выталкивается в отвод 8 и благодаря соплообразной форме периферийной части межлопастного канала 3 отдает энергию турбинному колесу 2, заставляя его вращаться, при этом воздух, поступивший в нагнетатель 16, поступает в ресивер. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 турбинного колеса 2 перекрывается частью цилиндрической стенки 7 корпуса 1, а затем совмещается с сопловым аппаратом 10 и поршень 14 начинает движение к центру турбинного колеса 2. При этом продукты сгорания посредством распределителя 6 (или другого устройства) устремляются во вторую ступень расширения 16 других межлопастных каналов 3, в которых поршень 14 устремляется в данном случае к периферии турбинного колеса 2, в зависимости от конструкции газогидравлической турбомашины в один или одновременно в два цилиндра, откуда затем при движении поршней 14 в обратную сторону продукты сгорания выбрасываются посредством распределителя 6 в выпускной коллектор или непосредственно в полость корпуса 1 (если она выполнена порожней), а затем в выпускной коллектор. Далее, при вращении турбинного колеса 2 цикл повторяется.

Полость низкого давления 17 может использоваться для сбора и удаления наружу перетечек газов и рабочей жидкости через уплотнения поршней 14, а может использоваться как дополнительная ступень продолженного расширения продуктов сгорания.

В газогидравлической турбомашине, выполненной в виде двухтактного двигателя внутреннего сгорания с вмонтированными в межлопастные каналы поршнями, например, дифференциальными (фигура 3), рабочий процесс происходит, например, следующим образом.

При вращении турбинного колеса 2 в межлопастном канале 3, совмещенном с отводом 8 направляющего аппарата 9, дифференциальный поршень 14 отбрасывается к периферии под действием центробежных сил, а также возможно вмонтированных в цилиндрах пружин и возможно наддува в цилиндры воздуха, в том числе в камеру сгорания 15, далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 перекрывается стенкой 7 корпуса 1, а затем совмещается с сопловым аппаратом 10, из которого в межлопастный канал 3 поступает рабочая жидкость, заставляя дифференциальный поршень 14 двигаться к центру турбинного колеса 2, сжимая находящийся в нагнетателе воздух и выталкивая его в ресивер, а также сжимая находящийся в камере сгорания 15 воздух. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 перекрывается стенкой 7 корпуса 1, в районе этого перекрытия впускное отверстие 5 межлопастного канала 3 совмещается посредством распределителя 6 с топливными форсунками и возможно свечами зажигания (толпивные форсунки могут быть вместе с насосом высокого давления вмонтированы в корпусе турбинного колеса 2). Топливо-воздушная смесь, находящаяся в камере сгорания 15, воспламеняется, при этом при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 совмещается с отводом 8 направляющего аппарата 9, и дифференциальный поршень 14 под действием расширяющихся продуктов сгорания устремляется к периферии турбинного колеса 2, выталкивая из межлопастного канала 3 рабочую жидкость, и благодаря реакции струи заставляет турбинное колесо вращаться, при этом находящийся в нагнетателе 16 воздух сжимается и выталкивается в ресивер. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастные каналы 3 перекрываются стенкой 7 корпуса 1, в районе этого перекрытия в камере сгорания 15 открываются, например, окна (на чертеже не показаны), выполненные в стенках цилиндра камеры сгорания 15, открывающиеся в конце движения поршня 14 к периферии турбинного колеса 2 и совмещенные, например, с выхлопным ресивером (на чертеже не показан), при этом впускное отверстие 5 посредством распределителя 6 совмещается с воздушным ресивером (на чертеже не показан), из которого в камеру сгорания поступает продувочный воздух, выталкивая остаточные продукты сгорания и наполняя камеру сгорания 15 свежей порцией воздуха (в конце продувки в камеру сгорания посредством распределителя 6 может поступать, например, газообразное или распыленное топливо - в газовых или карбюраторных двигателях). Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастные каналы 3 совмещаются с сопловым аппаратом 10, при этом энергия поступающей в межлопастный канал 3 рабочей жидкости срабатывается криволинейными лопастями 4, заставляя за счет поворота струи вращаться турбинное колесо 2 и заставляя поршень 14 двигаться к центру турбинного колеса 2. При этом продукты сгорания поступают из ступени среднего давления 16, например, в ступень низкого давления 17 в тех межлопастных каналах 3, поршни 14 которых движутся к периферии турбинного колеса 2, либо продукты сгорания выталкиваются наружу, например, посредством распределителя 6, в таком случае ступень 17 используется для сбора и удаления перетечек газов и рабочей жидкости.

Далее, при вращении турбинного колеса 2 цикл повторяется. В газогидравлических турбомашинах с аксиальным расположением поршней (вдоль оси турбинного колеса) (фигура 4) рабочие процессы происходят таким же образом, как и в газогидравлических турбомашинах с радиальным расположением поршней 14 в межлопастных каналах 3 турбинного колеса 2 (фигура 3).

В газогидравлических турбомашинах с разделяющими мембранами (на чертеже не показаны) рабочие процессы происходят так же, как и в мокрогазовых турбомашинах (фигуры 1, 2), за исключением отсутствия непосредственного контакта между рабочей жидкостью и газами.

При использовании газогидравлической турбомашины в качестве компрессора или насоса (фигура 3, 4) колесо турбины 2 вращается, например, благодаря какому-либо внешнему двигателю, а полости высокого 15, среднего 16 и низкого 17 давления, образованные дифференциальным поршнем 14, подсоединены, например, посредством распределителя 6 к всасывающим и нагнетательным магистралям жидкости или газов. При вращении колеса турбины 2 благодаря возвратно-поступательному движению поршней 14 в полостях высокого 15, среднего 16 и низкого 17 давления происходят циклы всасывания и подачи газов в компрессоре либо жидкости в насосе.

Газогидравлическая турбомашина может быть комбинированной, например камера сгорания 15 используется в качестве двигателя внутреннего сгорания, заставляя вращаться турбинное колесо 2, а полости среднего 16 и возможно низкого давления 17 дифференциального поршня 14 используются в качестве рабочих органов компрессора или насоса.

В паровых и газотурбинных двигателях газогидравлическая турбомашина работает, например, следующим образом. При совмещении межлопастного канала 3 с отводом 8 впускное отверстие 5 посредством распределителя 6 совмещается с паропроводом и в межлопастный канал 3 поступает под давлением пар или газ, вытесняя находящуюся в нем жидкость в отвод и заставляя вращаться турбинное колесо 2. Далее, при вращении турбинного колеса 2 впускное отверстие 5 межлопастного канала 3 перекрывается распределителем 6, в это же время или несколько позже межлопастный канал 3 совмещается с выпускным отверстием 13 в цилиндрической стенке 7, в которую устремляется пар или газ с остаточным давлением и соединенной, например, со следующей ступенью такой же либо другой расширительной машины. Далее, при вращении турбинного колеса 2 межлопастный канал 3 совмещается с сопловым аппаратом 10 и заполняется жидкостью, поступающей на лопатки 4, заставляя вращаться турбинное колесо 2, при этом находящийся в межлопастном канале 3 пар или газ удаляется из него, например, частично через отверстие 13 в стенке 7 корпуса, а затем через впускное отверстие 5, например, совмещенное, посредством распределителя 6, с предыдущим по ходу вращения турбинного колеса 2 межлопастным каналом 3. Далее, при вращении турбинного колеса 2 цикл повторяется.

Использование данного изобретения позволит упростить конструкцию свободно-поршневых двигателей и повысить их надежность, например, в крупных энергетических и судовых малооборотных двигателях, а также повысит надежность поршневых насосов и компрессоров.