СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, КОНСТРУИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ТИПА ТУРБИНА-ИМПЕЛЛЕР-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (THR)

1. Способ проектирования, конструирования и изготовления рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THR) для любых текучих сред, где каркас рабочего колеса конструируют между тремя кольцевыми элементами (Фиг. 3, R1-R2-R3), три кольцевых элемента (Фиг. 3, R1-R2-R3) концентричны с осью вращения и аксиально разнесены относительно друг друга в общем осевом направлении потока, рабочее колесо содержит три области, при этом передняя по ходу потока сторона (Фиг. 3, ПЧ) рабочего колеса, если смотреть в меридиональной плоскости, содержащей ось вращения, составляет первую область (1) впуска текучей среды, импеллер (Фиг. 5, 2) составляет вторую область (2), и камера (Фиг. 5, 3) под рабочим колесом составляет третью область (3), причем указанная камера действует за счет периферийных кольцевых прорезей в качестве реактивного двигателя, первая область (1) проходит в осевом направлении от первого кольцевого элемента (R1) ко второму кольцевому элементу (R2), вторая область (2) проходит в осевом направлении от второго кольцевого элемента (R2) к третьему кольцевому элементу (R3), и третья область (3) проходит в осевом направлении от третьего кольцевого элемента (R3) вниз по потоку, в первой области (1) лопасти проходят в осевом направлении между первым кольцевым элементом (R1) и вторым кольцевым элементом (R2), во второй области (2) полые лопасти импеллера проходят в осевом направлении между вторым кольцевым элементом (R2) и третьим кольцевым элементом (R3), при этом внутреннее пространство каждой из этих полых лопастей характеризуется наличием впуска, расположенного в плоскости второго кольцевого элемента (R2), конкретную геометрию каркаса определяют путем непрерывного использования принципа «CARPYZ», известного в качестве принципа пяти параметров (Фиг. 1), для конфигурирования элементов, которые составляют полые винтовые рабочие колеса или их корпуса, который основан на использовании геометрических фигур, центры которых служат в качестве опорной точки для их построения и определения их площадей, значений углов, смещений центров и шага, что позволяет регулировать указанные составляющие элементы и комбинировать кривые друг с другом по желанию путем наложения их центров,
- первая область (Фиг. 5, 1) способствует проникновению текучей среды во впуск полых лопастей импеллера (Фиг. 4, A R2);
- профиль таких полотен первой области (Фиг. 5, 1) проектируют на задней по ходу потока грани первого кольцевого элемента, расположенного на входе рабочего колеса (Фиг. 3, R1), значения диаметров которого предоставлены по умолчанию, и который расположен на оси на входе рабочего колеса (Фиг. 4, R1 и Фиг. 2, R1);
- еще один профиль полотна, аналогичный предыдущему, также проектируют с использованием пяти параметров (Фиг. 4, R2) на передней по ходу потока грани второго кольцевого элемента (Фиг. 4, R2 A);
- каждое полотно генерируют между профилями двух кольцевых элементов с использованием пяти параметров, при этом значения расстояния, которое разделяет два кольцевых элемента, и углового смещения между двумя кольцевыми элементами, которое позволяет положительно или отрицательно закручивать полотна, предоставляются по умолчанию и корректируются проектировщиком, и полотна тогда называют нейтральными, проходящими в нисходящем направлении или удаляющимися;
- сторона пониженного давления (Фиг. 4, R2 СПНД) впуска лопасти импеллера также зависит от пяти параметров;
- рабочее колесо вращается посредством вала, закрепленного по центру на выходе из рабочего колеса, если смотреть в меридиональной плоскости, содержащей ось вращения, и поворачивается в выбранном направлении вращения, которое является реверсивным (Фиг. 4, Вращение), исходя из этого сконструирована передняя по ходу потока сторона рабочего колеса, которая является неотделимой от задней по ходу потока стороны рабочего колеса (Фиг. 5; 1-2-3), отличающийся тем, что: (i) - каркас цельного рабочего колеса конструируют между тремя кольцевыми элементами (Фиг. 3, R1-R2-R3) с использованием специализированного программного пакета, который предоставляет базовое изображение каркаса (Фиг. 5), где все составляющие элементы рабочего колеса сопровождаются числовыми и арифметическими значениями, которые предоставляются по умолчанию в неограничивающей форме, причем указанное изображение каркаса создают произвольным образом при помощи программного пакета;
- посредством изображения каркаса, отображаемого на экране, предоставляют определенные интуитивно значения в соответствии с уже произведенными рабочими колесами, но которые могут бесконечно изменяться в соответствии с ожидаемым применением разрабатываемого рабочего колеса (например: значениями диаметра, количеством лопастей, формой лопастей, профилем камер и т.п.) посредством непрерывного использования принципа «CARPYZ», известного в качестве принципа пяти параметров (Фиг. 1), для конфигурирования каркаса рабочего колеса;
- это базовое изображение каркаса демонстрирует полотна первой области (Фиг. 5, 1), и геометрию полотна генерируют с помощью компьютера между профилями двух кольцевых элементов с использованием пяти параметров;
(ii) - если на рабочее колесо смотреть в направлении, параллельном оси вращения, и вращать его по часовой стрелке (Фиг. 4, Вращение), передняя по ходу потока кромка полотна располагается на большом диаметре кольцевого элемента, а задняя по ходу потока кромка полотна располагается на малом диаметре кольцевого элемента и имеет угловое смещение;
- значения углового смещения между передней и задней по ходу потока кромками полотна и его кривизны являются значениями, предоставляемыми по умолчанию с использованием пяти параметров, и корректируются по необходимости проектировщиком рабочего колеса,
(iii) - большой профиль впускного полотна на втором кольцевом элементе (Фиг. 4, R2) соединяют с профилем стороны пониженного давления (Фиг. 4, R2 СПНД) впуска лопасти импеллера и предпочтительно совмещают с ним;
(iv) - каркас рабочего колеса является цельным;
- передняя по ходу потока сторона колеса является неотделимой от задней по ходу потока стороны, которая предпочтительно является цельной (Фиг. 5, 1-2-3);
- второй кольцевой элемент (Фиг. 4, R2 A) задает сторону повышенного давления (Фиг. 4, R2 СПВД) и сторону пониженного давления (Фиг. 4, R2 СПНД) впуска лопасти, (v) при этом в области своего наибольшего диаметра лопасти импеллера, проходящие к третьему кольцевому элементу, характеризуются наличием полотен стороны повышенного давления и стороны пониженного давления, которые прикрепляются к этому кольцевому элементу, проходя через него, причем лопасти импеллеров распределяют по меньшей мере одну текучую среду в по меньшей мере одну периферийную камеру, в которую они проходят, и по меньшей мере одна периферийная кольцевая камера формируется кольцевыми пространствами, находящимися между участками окружности, заданной проектировщиком (Фиг. 3, C), и (vi) при этом, если смотреть в меридиональной плоскости, содержащей ось вращения:
- прямые линии, которые служат в качестве опорных значений длины для пяти параметров, проходят прямо от точек, расположенных на кромке большого и малого диаметров третьего кольцевого элемента (Фиг. 6, L1, L2), и они проходят к центру рабочего колеса под углом (Фиг. 6, α), составляющим от 0° до 90° относительно грани третьего кольцевого элемента, который задается по умолчанию, как и другие значения пяти параметров, которые также могут быть скорректированы по необходимости;
- в центрах этих линий строят перпендикулярные линии (Фиг. 6, P1, P2), на которых проектировщик размещает центры участков окружностей, которые соединяют два конца линий, при этом на увеличенной кромке малого диаметра третьего кольцевого элемента образуют кольцевую канавку, размеры и положение (Фиг. 6, Y) которой выбираются проектировщиком; и
- профилированные и ориентированные проставки располагают между участками окружности (Фиг. 8), чтобы направить поток текучей среды в том же направлении, которое требуется рабочему колесу для вращения (Фиг. 4, Вращение), и радиальные проставки располагаются между вторым участком окружности и малой полуокружности.
2. Способ проектирования, конструирования и изготовления рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THR) по предшествующему пункту, отличающийся тем, что на задней по ходу потока грани второго кольцевого элемента находится впуск полых лопастей импеллера, которые составляют вторую область (2) рабочего колеса, при этом полотна первой области приводят в соответствие с полотнами стороны пониженного давления (Фиг. 4, R2 СПНД) лопастей (Фиг. 4, A), которые также адаптированы к пяти параметрам, впуск текучей среды расположен в области малого диаметра лопастей, а выпуск текучей среды расположен на большом диаметре лопастей, лопасти состоят из двух полотен и в области своего большего диаметра проходят в кольцевую камеру, расположенную в задней части, которая является третьей областью (Фиг. 5, 3), полотно стороны пониженного давления (Фиг. 4, R2 СПНД) лопасти, если смотреть в осевом направлении на плоскость ортоаксиального сечения, является выпуклым на впуске лопасти и на выпуске лопасти (Фиг. 4, R3 A), и полотно стороны повышенного давления (Фиг. 4, R2 СПВД) лопасти, если смотреть в осевом направлении на плоскость ортоаксиального сечения, является вогнутым на впуске лопасти и выпуклым на выпуске лопасти (Фиг. 4, R3 СПВД).
3. Способ проектирования, конструирования и изготовления рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THR) по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что лопасти импеллера открываются на передней по ходу потока грани третьего кольцевого элемента (Фиг. 3, R3), через который они проходят, правую кромку лопасти (Фиг. 4, R3 A, B, C, D), если смотреть в осевом направлении на плоскость ортоаксиального сечения, располагают на большом диаметре кольцевого элемента, а левую кромку лопасти (Фиг. 4, R3 A, C, D), если смотреть в осевом направлении на плоскость ортоаксиального сечения, располагают на малом диаметре кольцевого элемента, длину лопастей задают при помощи углового участка кольцевых элементов, к которым они прикрепляются, причем этот участок, по сути, задают при помощи значения, получаемого делением 360° окружности рабочего колеса на количество лопастей, так как предпочтительно лопасти примыкают кромка к кромке и не перекрываются друг с другом в области кромок, однако это значение может быть осознанно модифицировано проектировщиком.
4. Способ проектирования, конструирования и изготовления рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THR), которое перемещает окружающие текучие среды, при этом указанное рабочее колесо является гибридным рабочим колесом THRE, которое использует дополнительную высокоэнергетическую текучую среду по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что гибридные рабочие колеса THRE используют в дополнение к турбореактивному двигателю рабочего колеса, который работает с окружающей текучей средой, высокоэнергетическую текучую среду, которую нагнетают через центральный вал рабочего колеса, который является полым, эта текучая среда входит в полый вал ниже по потоку относительно импеллера, а затем она походит к впуску лопастей импеллера, которые являются полыми и которые разделены на две отдельные части (Фиг. 3, Часть 1, Часть 2) при помощи радиальной вертикальной перегородки или кольцевой перегородки, которые продолжаются внутри лопасти по всей ее длине, диаметр второго кольцевого элемента рабочего колеса уменьшается в направлении центра рабочего колеса и соединяется с внешней стороной трубы полого вала, которая в этом месте имеет вырез и которая обеспечивает подачу текучей среды с высоким энергетическим потенциалом, диск располагают ближе к передней по ходу потока стороне рабочего колеса, немного впереди по ходу потока относительно второго кольцевого элемента (Фиг. 3, d), при этом указанный диск начинается от оси рабочего колеса и образует с ним пространство, которое закрыто цилиндрическим кольцом (Фиг. 3, b), которое продолжает кольцевую перегородку или покрывает вышеупомянутые радиальные вертикальные перегородки, которые разделяют полые лопасти импеллера, радиальные проставки расположены в пространстве между ними.
5. Способ проектирования, конструирования и изготовления гибридного рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THRE), которое использует дополнительную энергетическую текучую среду, проходящую через полые лопасти, по п. 4, отличающийся тем, что: первый большой участок окружности построен при помощи изображения на основе пяти параметров, при этом конец прямой линии становится центром, который расположен на большом диаметре третьего кольцевого элемента (Фиг. 3, C), угол (α) с величиной, выбранной в диапазоне от 0° до 90°, строится между вышеупомянутой опорной прямой линией и прямой линией данной длины полотна с учетом всех значений пяти параметров, которые предоставляются по умолчанию и которые могут быть скорректированы по необходимости проектировщиком, второй участок окружности строят аналогичным образом с использованием изображения пяти параметров, при этом конец прямой линии становится центром, который расположен на малом диаметре третьего кольцевого элемента (Фиг. 6, C), угол (α) с величиной, выбранной в диапазоне от 0° до 90°, строится между вышеупомянутой опорной прямой линией и прямой линией данной длины полотна с учетом всех значений пяти параметров, которые предоставляются по умолчанию и которые могут быть скорректированы по необходимости проектировщиком, еще один участок окружности строят аналогичным образом с использованием изображения пяти параметров, при этом конец прямой линии становится центром, который расположен в месте контакта вышеупомянутой перегородки с третьим кольцевым элементом (Фиг. 7), угол (α) с величиной, выбранной в диапазоне от 0° до 90°, строится между вышеупомянутой опорной прямой линией и прямой линией данной длины полотна с учетом всех значений пяти параметров, которые предоставляются по умолчанию и которые могут быть скорректированы по необходимости проектировщиком, профилированные и ориентированные проставки располагают между участками окружности, чтобы направить поток текучей среды в том же направлении, которое требуется рабочему колесу для вращения (Фиг. 8), и радиальные проставки располагают между вторым и третьим участками окружности.
6. Способ проектирования, конструирования и изготовления гибридного рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THRE), которое использует дополнительную энергетическую текучую среду, по п. 4 или 5, отличающийся тем, что начиная от полости вала, энергетическая текучая среда нагнетается в трубы, которые следуют по описанному пути, проходя через полые лопасти импеллера, и заканчиваются в кольцевых камерах, расположенных между вторым и третьим участками окружности, адаптированной проектировщиком для размещения текучих сред.
7. Способ проектирования, конструирования и изготовления гибридного рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THRE), которое использует дополнительную энергетическую текучую среду, по одному из пп. 4-6, отличающийся тем, что электрические проводники проходят по каналам, которые обычно предназначаются для потока текучих сред с высоким энергетическим потенциалом, при этом указанные проводники заканчиваются в периферийных камерах и размещаются таким образом, чтобы обеспечить подачу электроэнергии, которая является достаточной для генерирования электрической дуги и/или активации светодиода.
8. Способ проектирования, конструирования и изготовления рабочего колеса типа турбина-импеллер-реактивный двигатель (THR) по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что рабочее колесо в сборе, включая кольцевые элементы (Фиг. 4, R1 R2 R3), полностью построено с использованием принципа пяти параметров и позволяет получить путем использования бесконечно малых значений окружностей острые кромки, необходимые для проникновения лопастей и полотен в изделия, так что путем использования окружностей любого диаметра (Фиг. 1; 1, 2, 3) и прямых линий (4, 5) можно придать лопастям и полотнам желаемую толщину, причем кривизна также может быть обратной и может быть положительной или отрицательной.