Турбохолодильник
Предлагаемое техническое решение касается полезной модели как объекта промышленной собственности и относится к турбохолодильникам для систем кондиционирования воздуха в замкнутых объемах. Известны турбохолодильники, содержащие улитку турбины и размещенное в улитке турбины радиально-осевое колесо турбины. Ожидаемый технический результат предлагаемой полезной модели - повышение КПД турбохолодильника. Данный технический результат достигается тем, что в стенке улитки турбины, обращенной в сторону колеса турбины, на уровне периферийной части колеса выполнена кольцеобразная канавка, которая заполнена антифрикционным материалом, и торцевая поверхность этого материала выступает над стенкой улитки турбины.
Данное предложение касается полезной модели, как объекта промышленной собственности, и относится к турбохолодильникам для систем кондиционирования воздуха в замкнутых объемах и, в частности, для систем кондиционирования воздуха транспортных средств, обеспечивающих комфортные условия летательных аппаратов, пассажирских железнодорожных вагонов и т.п.
Известны турбохолодильники, содержащие улитку турбины с сопловым аппаратом и размещенное в улитке турбины радиально-осевое колесо турбины.
Сжатый горячий воздух по улитке турбины поступает к сопловому аппарату, оттуда - на лопатки радиально-осевого колеса турбины, приводя его и весь ротор во вращение. Совершив механическую работу, воздух охлаждается, причем, чем большее количество воздуха попадает непосредственно на лопатки турбины, а не в зазор между вращающимся колесом и улиткой турбины, тем эффективнее охлаждение воздуха, т.е. выше КПД турбохолодильника. Следовательно, зазор между колесом и улиткой должен быть минимальным, и в то же время, задевание вращающегося колеса турбины об эквидистантную поверхность улитки недопустимо.
В любом турбохолодильнике зазор между лопатками колеса турбины и поверхностью улитки турбины неравномерен по окружности колеса из-за возможного биения колеса турбины при вращении, из-за допустимого биения поверхностей улитки турбины, из-за относительных перекосов деталей при сборке и т.п.
Известен турбохолодильник (см. свидетельство на полезную модель RU425 U1, F25B 11/00, 1995 (1)), в котором в улитке турбины в зоне расположения выходного участка соплового аппарата и входных кромок колеса турбины установлено уплотнительное кольцо с плоскими поверхностями, обращенными к сопловому аппарату и лопаткам колеса, прижимаемое к сопловому аппарату посредством резинового уплотнения, установленного в улитке турбины; поверхность кольца, охватывающая периферийную часть колеса турбины, выполнена из антифрикционного материала.
Указанная конструкция является наиболее близкой по технической сущности решения к заявляемому объекту и принята в качестве прототипа.
В принятом за прототип турбохолодильнике при обеспечении минимального зазора допускается задевание лопатками колеса о поверхность уплотнительного кольца с антифрикционным покрытием с последующей приработкой упомянутой поверхности. Плоские поверхности уплотнительного кольца и смежные с ним поверхности соплового аппарата и улитки турбины имеют торцевые биения; чем больше деталей стыкуются друг с другом, тем большей величины достигает торцевое биение антифрикционной поверхности, обращенной к лопаткам турбины, и, следовательно, зазор между статором и ротором становится все более неравномерным, утечки рабочего воздуха через этот зазор увеличиваются, а КПД турбохолодильника уменьшается, что вместе с усложненностью конструкции является недостатком указанного турбохолодильника.
Целью предлагаемого технического решения является повышение КПД турбохолодильника и упрощение технологичности конструкции.
Поставленная цель достигается тем, что в стенке улитки турбины, обращенной в сторону колеса турбины, на уровне периферийной части колеса выполнена кольцеобразная канавка, которая заполнена антифрикционным материалом, и торцевая поверхность этого материала выступает над стенкой улитки турбины таким образом, что обеспечивается минимальный зазор между этой поверхностью и лопатками колеса турбины с возможностью задевания и приработки этой поверхности, а в остальной части колеса зазор между лопатками и улиткой гарантированно завышен.
Заявленная полезная модель является промышленно применимой, что подтверждается нижеследующим описанием с ссылками на чертежи, где на фиг.1 представлен разрез турбохолодильника в части турбинной ступени, а на фиг.2 выноска А, где показана периферийная часть колеса турбины и обращенная к нему стенка улитки турбины с кольцевой канавкой, заполненной антифрикционным материалом.
Предложенный турбохолодильник содержит корпус 1, к котором}' примыкает улитка 2 турбины; между фланцами корпуса и улитки турбины установлены дистанционные прокладки 3. Сопловой аппарат 4 расположен над размещенным в улитке турбины радиально-осевым колесом 5 турбины, монтируется в корпусе и закреплен в нем посредством улитки турбины. В стенке улитки турбины на уровне периферийной части колеса выполнена кольцеобразная канавка, которая заполнена антифрикционным материалом 6 (фиг.2). Обращенная к колесу турбины поверхность антифрикционного материала возвышается над поверхностью улитки турбины, которая эквидистанта внешнему контуру лопаток турбины. Набором необходимого количества дистанционных прокладок 7, располагаемых между сопловым аппаратом и корпусом турбохолодильника, выставляется минимальный зазор М, при этом обеспечивается завышенным зазор N.
При работе турбохолодильника вращающееся колесо турбины может коснуться лопатками антифрикционного материала 6, при этом зазор М соответственно с приработкой антифрикционного материала изменится, а задевания металла колеса по металлу улитки турбины не произойдет.
В результате анализа технической и патентной литературы в данной области техники не было обнаружено технических решений, которые обладали бы признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа (1), т.е. заявленный объект является новым.
Турбохолодильник, содержащий улитку турбины с сопловым аппаратом и размещенное в улитке турбины радиально-осевое колесо турбины, отличающийся тем, что в стенке улитки турбины, обращенной в сторону колеса турбины, на уровне периферийной части колеса выполнена кольцеобразная канавка, которая заполнена антифрикционным материалом, и торцевая поверхность этого материала выступает над стенкой улитки турбины.
