PL B1. Politechnika Łódzka,Łódź,PL BUP 12/06

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F01D 5/02 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Maszyna przepływowa (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Łódzka,Łódź,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/06 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/09 (72) Twórca(y) wynalazku: Ryszard Chodkiewicz,Łódź,PL Tomasz Borzęcki,Piotrków Trybunalski,PL Krzysztof Sobczak,Zduńska Wola,PL Jan Krysiński,Łódź,PL (74) Pełnomocnik: Bałczewski Zbigniew Wojciech, Ośrodek Wynalazczości Politechniki Łódzkiej PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest maszyna przepływowa o polepszonych warunkach przekazywania energii między wieńcami łopatkowymi. W znanych maszynach przepływowych przepływowi głównemu czynnika przez wieńce łopatkowe towarzyszą przepływy wtórne wzmagające procesy rozproszenia energii. Przepływy wtórne są rezultatem jednoczesnego działania warstwy przyściennej czynnika tworzącej się na obrzeżach wieńców łopatek i na powierzchni łopatek oraz wymuszeń przepływu czynnika wywoływanych kształtem łopatek oraz kształtem obrzeży wieńców, ale ich intensywność zależy przede wszystkim od grubości, ubogich w skoordynowaną energię kinetyczną, warstw przyściennych czynnika na obrzeżach. Warstwa przyścienna czynnika, powstająca na obrzeżach wieńca łopatek podczas ruchu wirowego, w pobliżu krawędzi wlotowych łopatek ulega zwijaniu, w wyniku czego powstają tzw. wiry podkowiaste, z których każdy składa się z gałęzi ssącej i przeciwnej do niej gałęzi ciśnieniowej. Obydwie gałęzie tego wiru przekształcają się we wnętrzu kanału międzyłopatkowego w pojedynczy wir. Wiry te oscylując przemieszczają się w dół przepływu tworząc wir kanałowy, który jest najbardziej istotną częścią przepływów wtórnych, odpowiedzialną za straty energii przekazywanej między wieńcami oraz intensywne przekazywanie ciepła do łopatek i ścianek kanału przepływowego. Tworzenie się pojedynczego wiru z gałęzi ciśnieniowej i gałęzi ssącej wiru podkowiastego następuje najsłabiej w punkcie spotkania się obydwu gałęzi wiru podkowiastego. Tak więc o rozwoju i intensywności oddziaływania przepływów wtórnych decyduje usytuowanie wzajemne obydwu gałęzi wiru podkowiastego. Znana jest maszyna przepływowa z merydionalnym ukształtowaniem piasty kanału przepływowego, w której zapobiega się stratom energii w wieńcach łopatkowych na drodze sterowania przepływami wtórnymi we wnętrzu kanału przepływowego. Maszyna przepływowa o polepszonych warunkach przekazywania energii między wieńcami łopatkowymi, wyposażona w wirnik osadzony na wale obrotowym, złożony z tarczy oraz osadzonego w niej wieńca łopatek, których końce są ewentualnie złączone z otaczającym je bandażem, oraz kierownicę w postaci wieńca odpowiednio ukształtowanych łopatek otaczającego tarczę kierownicy lub wał wirnika, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w szczelinie między wieńcem kierownicy i tarczą wirnika są umieszczone poprzeczne przegrody o szerokości mniejszej od szerokości szczeliny, usytuowane obwodowo, w równych od siebie odstępach, przymocowane do tarczy lub bandaża wirnika. W odmianie maszyny przepływowej według wynalazku przegrody umieszczone w szczelinie między wieńcem kierownicy i tarczą wirnika są przymocowane do tarczy kierownicy. W maszynie według wynalazku wykorzystuje się fakt, iż część czynnika przepływa kanałem łopatkowym, a przepływ pozostałej jego części czyli przepływ uboczny odbywa się poza układem łopatkowym. Część czynnika stanowiąca przepływ uboczny jest wykorzystywana do kształtowania nierównomiernego obwodowo napływu czynnika na wieniec łopatkowy wirnika. Nierównomierny napływ czynnika na wieniec utrudnia tworzenie się wiru kanałowego odpowiedzialnego za straty w wieńcu. Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment maszyny przepływowej z przegrodami przymocowanymi do tarczy kierownicy, w przekroju merydionalnym, fig. 2 - fragment maszyny z przegrodami przymocowanymi do tarczy kierownicy, w przekroju prostopadłym do osi, zaś fig. 3 - fragment maszyny przepływowej z przegrodami przymocowanymi do tarczy wirnika, w widoku perspektywicznym. Maszyna przepływowa przedstawiona na fig. 1 i fig. 2 jest wyposażona w wirnik osadzony na wale obrotowym, złożony z tarczy 1 oraz osadzonego w niej wieńca łopatek 2, oraz kierownicę złożoną z tarczy 4 oraz otaczającego ją wieńca odpowiednio ukształtowanych łopatek 3. Tarcza 4 kierownicy jest wyposażona w występy 5 rozmieszczone równomiernie na całym jej obwodzie, tworzące poprzeczne przegrody w szczelinie 6 między wieńcem łopatek 3 kierownicy i tarczą 1 wirnika, o szerokości mniejszej od szerokości szczeliny 6. Maszyna przepływowa przedstawiona na fig. 3 jest wyposażona w wirnik osadzony na wale obrotowym, złożony z tarczy 1 oraz osadzonego w niej wieńca łopatek 2, oraz kierownicę złożoną z tarczy 4 oraz otaczającego ją wieńca odpowiednio ukształtowanych łopatek. Tarcza 1 wirnika jest wyposażona w występy 5 rozmieszczone równomiernie na całym jej obwodzie, tworzące poprzeczne przegrody w szczelinie między wieńcem łopatek kierownicy i tarczą 1 wirnika, o szerokości mniejszej od szerokości tej szczeliny.

3 PL B1 3 Występy 5 tworzące uszczelnienie labiryntowe powodują obwodowo nierównomierny napływ części czynnika wypływającego z kierownicy, stanowiącego przepływ uboczny, na wieniec łopatek 2 wirnika, co powoduje, iż przesuwa się punkt połączenia obydwu gałęzi wiru podkowiastego i zmniejsza się tworzony pomiędzy łopatkami wir kanałowy. Zastrzeżenia patentowe 1. Maszyna przepływowa o polepszonych warunkach przekazywania energii między wieńcami łopatkowymi, wyposażona w wirnik osadzony na wale obrotowym, złożony z tarczy oraz osadzonego w niej wieńca łopatek, których końce są ewentualnie złączone z otaczającym je bandażem, oraz kierownicę w postaci wieńca odpowiednio ukształtowanych łopatek otaczającego tarczę kierownicy lub wał wirnika, znamienna tym, że w szczelinie (6) między wieńcem (3) kierownicy i tarczą (1) wirnika są umieszczone poprzeczne przegrody (5) o szerokości mniejszej od szerokości szczeliny (6), usytuowane obwodowo, w równych od siebie odstępach, przymocowane do tarczy (1) lub bandaża wirnika. 2. Maszyna przepływowa o polepszonych warunkach przekazywania energii między wieńcami łopatkowymi, wyposażona w wirnik osadzony na wale obrotowym, złożony z tarczy oraz osadzonego w niej wieńca łopatek, których końce są ewentualnie złączone z otaczającym je bandażem, oraz kierownicę w postaci wieńca odpowiednio ukształtowanych łopatek, otaczającego tarczę kierownicy lub wał wirnika, znamienna tym, że w szczelinie (6) między wieńcem (3) kierownicy i tarczą (1) wirnika są umieszczone poprzeczne przegrody (5) o szerokości mniejszej od szerokości szczeliny (6), usytuowane obwodowo, w równych od siebie odstępach, przymocowane do tarczy (4) kierownicy.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.