ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЬ

Полезная модель относится к отрасли насосостроения и может быть использована как насос или нагнетатель воздуха (газовой среды).
Известен газотурбинный двигатель (ГТД), содержащий соосно установленные с возможностью вращения диски компрессора (нагнетателя), и турбины, снабженные лопатками, установленными с углом атаки (см. Политехнический словарь. - М. 1976, стр.101).
Недостатком такого технического решения является ограниченная эффективность работы, обусловленная ограничениями конструкции ГТД как теплового двигателя по к.п.д., скорости вращения и вращающему моменту.
Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение эффективности работы.
Поставленная задача достигается тем, что турбонагнетатель, содержащий соосно установленные, в канале корпуса с возможностью вращения диски компрессора, снабженные нагнетательными лопатками, установленными с углом атаки, отличается тем, что диски компрессора связаны с установленным в корпусе электродвигателем, состоящим из одного цилиндра статора и двух цилиндров роторов, установленных соосно на одном валу, при этом один из цилиндров роторов меньшего сечения размещен внутри цилиндра статора, второй цилиндр ротора установлен снаружи концентрически и эквидистантно последним с возможностью вращения цилиндров роторов и статора в противоположном направлении, электромагниты роторов и статора вмонтированы в тонкостенные цилиндры, диски компрессора установлены независимо друг от друга на двух валах, один из дисков соединен с роторами, второй диск меньшего сечения соединен через вал со статором, нагнетательные лопатки дисков компрессора имеют симметричный и противоположный угол атаки.
Установка роторов и статора с возможностью вращения в противоположном направлении за счет эффекта сложения угловых скоростей встречного вращения позволяет электрическим обмоткам ротора пересекать магнитное поле статора с большей частотой, что повышает крутящий момент и эффективность работы турбонагнетателя.
Выполнение статора и ротора в виде тонкостенных пустотелых взаимосопрягающихся цилиндров, причем цилиндр ротора, расположен в цилиндре статора концентрически и эквидистантно последнему, размещение электромагнитов на образующих статоров и роторов, которые установлены с возможностью противоположного друг другу вращения, создает взаимопритягивающие электромагнитные поля, которые создают силовые векторы, усиливающие скорость противоположного вращения ротора и статора. Кинетическая энергия массы ротора и статора при этом поддерживает устойчивое равномерное вращение и повышает крутящий момент турбонагнетателя.
Кроме того, возрастает плечо вращающего момента каждого последующего статора и ротора от центра вращения и, соответственно, суммарного крутящего момента турбины, облегчается запуск и поддержание равномерного вращения меньшим потреблением электроэнергии.
Указанные преимущества заявляемого турбонагнетателя усиливают друг друга, что позволяет квалифицировать предложенное техническое решение, как решение дающее сверхсуммарный эффект.
Полезная модель поясняется чертежом: где показана схема турбонагнетателя, продольный разрез.
Нагнетатель воздуха содержит корпус 1, диски 2 компрессора, снабженные нагнетательными лопатками 3, установленными соосно в канале корпуса с углом атаки и связанными с установленным в корпусе электродвигателем 4, состоящим из одного цилиндра статора 5 и двух цилиндров роторов 6, 7, установленных соосно на одном валу 8, при этом один из цилиндров роторов 6 меньшего сечения размещен внутри цилиндра статора 5, второй цилиндр ротора 7 установлен снаружи концентрически и эквидистантно последним с возможностью вращения цилиндров статора 5 и роторов 6, 7 в противоположном направлении, электромагниты 8 роторов 6, 7 и статора 5 вмонтированы в тонкостенные цилиндры, диски 2 компрессора установлены независимо друг от друга на двух валах 9, 10, один из дисков 2 соединен с роторами 6, 7, второй диск 2 меньшего сечения соединен через вал со статором 5, нагнетательные лопатки 3 дисков 2 компрессора имеют симметричный и противоположный угол атаки. Подключение электромагнитов может быть последовательным, при этом электромагниты роторов расположены под разным углом относительно направления вращения, что увеличивает частоту пересечений линий магнитного поля.
Нагнетатель работает следующим образом
При подаче электроэнергии через токосъемное устройство на электромагниты 8 роторов 6, 7 и статора 5 формируются электромагнитные поля с разноименными полюсами на каждом электромагните. Возникающие электромагнитные силы притягивают электромагниты статора и роторов с разноименными полюсами. Диски 2 компрессора начинают раскручиваться, статор и роторы при этом вращаются в разные стороны, создавая эффект нарастания скорости потока, закручиваемого лопатками с противоположным вращением. Диски 1, 2 компрессора лопатками нагнетают воздух во внутренний канал турбины, где турбинный вал и обечайка, вращающиеся в разные стороны, своими лопатками на основе эффекта нарастания скорости потока, закручиваемого лопатками с симметричным и противоположным углом атаки, что совместно с геометрией профилированного канала, повышают компрессию воздуха и эффективность работы.
Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями производства турбин и электромашин.