двойная турбонасадка

Формула изобретения

Двойная турбонасадка является аналогом лопаточной машины (импеллера) и представляет из себя машину в машине, расположенную на одном (или соосных) валах, главным отличием которой является то, что в конфузорных частях рабочее тело (воздушный поток) ускоряется лопатками конфузорных частей и направляется в диффузорные части, и где два воздушных потока смешиваются лопатками диффузорных частей.

Описание изобретения к патенту

Область техники. Промышленное машиностроение.

Уровень техники. Двойная турбонасадка (ДТН) является таким же устройством, как и лопаточная машина (импеллер). И относится она к тому же уровню техники - к двигателестроению. Отличие их состоит в том, что импеллер предназначен для снижения потерь мощности, а ДТН еще и добавляет воздушные потоки и использует эффект истечения потоков через диффузоры (сопла), увеличивая их скорость. (Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Теоретическая физика. Том 6. Гидродинамика. Глава X. Одномерное движение сжимаемого газа. §97. Истечение газа через сопло). (Т.Е.Фабер. - Гидроаэродинамика. Постмаркет. М. 2001. Глава 2. Эйлерова жидкость. 2.17. Эффект Коанда. Стр.108).

Раскрытие изобретения. Двойная турбо-насадка является аналогом лопаточной машины (импеллера) и представляет из себя машину в машине, расположенные на одном (или соосных) валах, главным отличием которой является то, что в конфузорных частях рабочее тело (воздушный поток) ускоряется лопатками конфузорных частей и направляется в диффузорные части и где два воздушных потока смешиваются лопатками диффузорных частей. Так как современные двигатели создают большие скорости потоков рабочих тел, то часто в соплах таких двигателей создаются эффекты Вентури или Лаваля. Именно для возникновения и использования таких эффектов и создано это устройство.

Краткое описание чертежа. Фигура 1.1 - корпус, 2 - вход рабочего тела в ДТН, 3 - лопатки конфузорных и диффузорных частей, 4 - двигатели (внешние приводы), 5 - минимальная часть диффузора (сопло), 6 - вал (или соосный вал). Лопатки конфузоров (3) вращаются под действием внешнего или внешних приводов (4), придают скорость рабочему телу и направляют его внутрь корпуса (1). Далее рабочее тело направляется в диффузорные части (3) через сопла (5), где, проходя их, давление рабочего тела достигает величин, достаточных для возникновения эффектов истечения газов из сопла, рабочее тело ускоряется и направляется на лопатки диффузорных частей (3).

Осуществление изобретения. Принцип действия ДТН основан на разнице давлений рабочего тела лопаточной машины до диффузора и после него. Уже давно в технике используются эффекты Вентури и Лаваля (эффекты истечения газов через сопла). Насадка Вентури используется для дозвуковых эффектов и ускоряет поток рабочего тела в 1.6-1.8 раза. Сопло Лаваля используется в сверхзвуковых скоростях и также значительно ускоряет скорость рабочего тела. Так как многие современные двигатели работают на высоких скоростях, близких или выше скоростей звука, то такая двойная насадка будет еще более эффективна для увеличения скоростей потоков. При этом, конечно, будет увеличиваться и стоимость, и масса лопаточной машины. Внешний привод ДТН может быть как электрическим двигателем, так и двигателем внутреннего сгорания. Скорость потоков рабочего тела внутри ДТН может быть разная, поэтому лучше соединять лопаточные машины соосно и внешним приводом оснащать каждую из них. Но можно и упростить конструкцию - и внутреннюю, и внешнюю лопаточную машину соединить одним валом, и тогда будет достаточно одного двигателя (внешнего привода) для его работы.

В современной технике существуют и используются двойные сопла Вентури, но соединяются они по принципу последовательного соединения. Но кроме последовательного соединения существует еще и параллельное соединение, которое пока еще не использовалось технически. Двойные сопла Вентури последовательного соединения используются для увеличения эффекта истечения рабочего тела из двойного сопла. Параллельное соединение двойного сопла Вентури также увеличивает этот эффект. При этом также существуют и используются двойные сопла Лаваля последовательного соединения, которые тоже предназначены для значительного увеличения скорости рабочего тела. Но пока в технике также не используются двойные сопла Лаваля с параллельным соединением. Так как два сопла, соединенные параллельным способом, являются более технически сложным процессом, и поэтому, скорее всего, до этого времени никто не обращался к этой тематике. Но так как эффект ускорения скорости рабочего тела в двойной турбонасадке очевиден, то использование его в промышленности - это только вопрос недалекого времени.