PL230606B1

PL230606B1 - Subsonic and supersonic high speeds turbine

Info

Publication number: PL230606B1
Application number: PL411089A
Authority: PL
Inventors: Ernest TREYWASZ; Ernest Treywasz
Original assignee: Ernest Treywasz
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2018-11-30
Also published as: PL411089A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest turbina wysokich prędkości poddźwiękowych powyżej 0,9 M i prędkości naddźwiękowych, mająca zastosowanie zwłaszcza w napędach samolotów i bezpilotowych środków latających, poruszających się z dużą prędkością.The subject of the invention is a turbine of high subsonic speeds above 0.9 M and supersonic speeds, used especially in propulsion of airplanes and unmanned aerial vehicles, moving at high speed.

Przez pojęcie „turbina”, dla celów niniejszego wynalazku, należy rozumieć urządzenie techniczne zawierające wał lub pierścień z przytwierdzonymi do niego łopatkami, współdziałające z przepływającym przez nie czynnikiem roboczym, zarówno poprzez odbieranie energii kinetycznej czynnika i zamianę jej na moment obrotowy wału lub pierścienia, jak również zamianę momentu obrotowego wału na energię kinetyczną przepływającego czynnika.The term "turbine", for the purposes of the present invention, is understood to mean a technical device comprising a shaft or a ring with blades fixed to it, interacting with the working medium flowing therethrough, both by receiving the kinetic energy of the medium and converting it into a shaft or ring torque as well as also the conversion of the shaft torque into kinetic energy of the flowing medium.

Przez pojęcie „propeller”, dla celów niniejszego wynalazku, należy rozumieć taki rodzaj turbiny, w którym moment obrotowy wału przekazywany jest poprzez oddziaływanie wirujących łopatek na czynnik, powodując jego rozpędzanie lub sprężanie.For the purposes of the present invention, the term "propeller" is understood to mean a type of turbine in which the shaft torque is transmitted through the action of the rotating blades on the medium, causing it to accelerate or compress.

Przez pojęcie „impeller”, dla celów niniejszego wynalazku, należy rozumieć taki rodzaj turbiny, w której oddziałujący na łopatki turbiny, poruszający się czynnik, zamienia część swojej energii kinetycznej na moment obrotowy wału turbiny.By the term "impeller", for the purposes of the present invention, is meant a type of turbine in which the moving medium acting on the turbine blades converts part of its kinetic energy into turbine shaft torque.

Znane są turbiny gazowe odśrodkowe (centryfugi) oraz osiowe, stosowane w lotniczych zespołach napędowych, pozwalające na osiągnięcie prędkości przydźwiękowych i naddźwiękowych.There are known centrifugal gas turbines (centrifuges) and axial gas turbines used in aviation power units, allowing to achieve both sonic and supersonic speeds.

Znane są poddźwiękowe turbowentylatorowe silniki dwuprzepływowe, z jednostopniowym otunelowanym wentylatorem dużej średnicy, oraz naddźwiękowe silniki turbowentylatorowe z otunelowanym wielostopniowym wentylatorem mniejszej średnicy.There are known subsonic two-flow turbofan engines with a single-stage tunneled large diameter fan, and supersonic turbofan engines with a multi-stage smaller diameter tunneled fan.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji turbiny pełniącej funkcje zarówno jako turbowentylator, turbosprężarka, jak i turbina napędowa turbowentylatorowego zespołu napędowego, pracującego w wysokich prędkościach poddźwiękowych powyżej 0,8 M i naddźwiękowych, o prostszej konstrukcji od istniejących, zachowującej wysoką sprawność w szerokim zakresie prędkości użytkowych.The aim of the invention is to develop a turbine structure that functions both as a turbofan, a turbocharger and a drive turbine of a turbofan power unit, operating at high subsonic speeds above 0.8 M and supersonic, with a simpler structure than the existing ones, maintaining high efficiency in a wide range of usable speeds.

Turbina wysokich prędkości poddźwiękowych i naddźwiękowych posiadająca wał napędowy oraz co najmniej dwie łopatki przytwierdzone do wału i okręcające go spiralnie, według pierwszego wynalazku charakteryzuje się tym, że w strefie wejścia czynnika, łopatka ma wielokrotnie dłuższą cięciwę w stosunku do jej długości i jest tak ukształtowana, że krawędź natarcia w strefie wejścia czynnika tworzy z osią wału kąt o zmiennym kierunku nachylenia i stałej wartości bezwzględnej mniejszej niż 45°, oraz że przekroje łopatki w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału mają kształt sierpowaty a kąt zawarty pomiędzy rzutami odcinków łączących końcówki jej przekrojów poprzecznych do osi wału z osią wału oraz różnica długości tych odcinków, dla każdej pary następujących po sobie przekrojów oddalonych od siebie wzdłuż osi wału o tę samą wartość, zachowują stałą wartość, oraz długość wału w strefie wejścia czynnika jest większa od największej odległości końcówki sierpowatego przekroju łopaty od osi wału, przy czym odległość ta rośnie wzdłuż wału od strony jego nasady, i wprost proporcjonalnie do tego wzrostu rośnie też pole powierzchni obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki i linię łączącą początek tego przekroju, stykający się z przekrojem wału, z jego końcówką.A high-speed subsonic and supersonic turbine having a drive shaft and at least two blades fixed to the shaft and rotating it in a spiral, according to the first invention, is characterized in that in the medium inlet zone, the blade has a chord many times longer than its length and is shaped in such a way, that the leading edge in the medium entry zone forms an angle with the shaft axis with a variable inclination direction and a constant absolute value of less than 45 °, and that the blade cross-sections in the plane perpendicular to the shaft axis are sickle-shaped and the angle between the projections of the sections connecting the ends of its cross-sections to the shaft axis with the shaft axis and the difference in the length of these sections, for each pair of consecutive sections spaced from each other along the shaft axis by the same value, they maintain a constant value, and the shaft length in the medium input zone is greater than the greatest distance from the tip of the sickle-shaped blade section from shaft axis, at As this distance increases along the shaft from its root side, and in direct proportion to this increase, the surface area of the area defined by the inner edge of the crescent-shaped blade cross-section and the line connecting the beginning of this cross-section, contacting the shaft's cross-section with its end, also increases.

Korzystnie, łopatka turbiny ma za strefą wejścia czynnika ukształtowaną strefę wyjścia czynnika, w której odległość końcówki sierpowatego przekroju łopatki od osi wału z każdym kolejnym przekrojem jest taka sama lub zmniejsza się, zwiększa się odległość nasady łopatki od osi turbiny, maleje pole powierzchni obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki i odcinek łączący początek krzywej wyznaczającej wewnętrzną krawędź przekroju z końcem tej krzywej.Preferably, the turbine blade has a shaped medium exit zone downstream of the medium inlet zone, in which the distance of the tip of the crescent-shaped blade section from the shaft axis is the same or decreases with each successive section, the distance between the blade root and the turbine axis increases, the surface area of the area defined by the inner edge of the crescent-shaped section of the blade and the segment joining the start of the curve defining the inner edge of the section to the end of the curve.

W tym przypadku turbina może pełnić rolę turbosprężarki, gdzie w strefie wejścia czynnika następuje rozpędzanie czynnika, natomiast w strefie wyjścia czynnika następuje jego sprężanie. Wówczas korzystnie, obszary obu stref, wejściowej i wyjściowej czynnika, są ściśle rozgraniczone skokową zmianą kąta nachylenia ścianki wału turbiny, jak również korzystnie obszary obu stref wejściowej i wyjściowej czynnika są ściśle rozgraniczone narastaniem rozmiaru zewnętrznych średnic okręgów, wyznaczonych przez obrót końcówki przekroju turbiny wokół osi turbiny. Ponadto, korzystnie kąt nachylenia ścianki wału turbiny zmienia się w sposób płynny, a wyznacznikiem początku strefy wyjścia czynnika jest malejące wraz z każdym kolejnym przekrojem łopatki pole powierzchni obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki i odcinek łączący początek krzywej wyznaczającej wewnętrzną krawędź przekroju z końcem tej krzywej. Dodatkowo, turbina w strefie wyjścia czynnika jest obudowana pierścieniem, zapobiegającym ucieczce czynnika na zewnątrz łopatek turbiny, pod wpływem ciśnienia i siły odśrodkowej wytwarzanej przez wirujące łopatki.In this case, the turbine can play the role of a turbocharger, where the refrigerant accelerates in the inlet zone, and compresses the refrigerant in the outlet zone. Then, preferably, the areas of both the inlet and outlet zones of the medium are strictly delimited by the step change in the angle of inclination of the turbine shaft wall, as well as preferably the areas of both inlet and outlet zones of the medium are strictly delimited by an increase in the size of the outer diameters of the circles, defined by the rotation of the turbine cross-section tip around the axis turbines. Moreover, the angle of inclination of the turbine shaft wall changes smoothly, and the determinant of the beginning of the medium exit zone is the surface area of the area defined by the inner edge of the crescent blade cross-section and the section connecting the beginning of the curve defining the inner edge of the section with the end of the blade, which decreases with each successive blade cross-section. curve. Additionally, the turbine in the medium exit zone is encased in a ring which prevents the medium from escaping to the outside of the turbine blades under the influence of pressure and centrifugal force generated by the rotating blades.

PL 230 606 B1PL 230 606 B1

W innej wersji wynalazku, w strefie wyjścia czynnika odległość końcówki sierpowatego przekroju łopaty od osi wału nagle maleje a krawędź natarcia przechodzi w krawędź spływu, przy czym długość strefy wyjścia czynnika jest mniejsza od długości strefy wejścia czynnika, oraz krawędź natarcia w strefie wejścia czynnika i krawędź spływu w strefie wyjścia czynnika tworzą z osią wału kąt o zmiennym kierunku nachylenia i stałej wartości bezwzględnej, przy czym dla krawędzi natarcia wartość bezwzględna tego kąta jest mniejsza niż 45°, natomiast dla krawędzi spływu większa niż 45°. W tej wersji wynalazku krawędź łopatek może być skręcona w kierunku zgodnym z kierunkiem ich zwoju i wówczas turbina może pełnić funkcję impellera napędzającego turbowentylatorowy zespół napędowy, gdzie w strefie wejścia czynnika następuje jego spowalnianie a w strefie wyjścia czynnika następuje jego wyrzut, albo krawędź łopatek może być skręcona w kierunku odwrotnym do kierunku ich zwoju i wówczas turbina może pełnić funkcję turbowentylatora, gdzie w strefie wejścia czynnika następuje jego rozpędzanie a w strefie wyjścia czynnika następuje jego wyrzut.In another version of the invention, in the medium exit zone, the distance of the crescent-shaped blade cross-section tip from the shaft axis suddenly decreases and the leading edge passes into the trailing edge, the length of the medium exit zone being smaller than the medium entry zone length, and the leading edge in the medium entry zone and the leading edge in the exit zone of the medium, they form an angle with the shaft axis with a variable inclination direction and a constant absolute value, while for the leading edge the absolute value of this angle is less than 45 °, while for the trailing edge it is greater than 45 °. In this version of the invention, the edge of the blades may be twisted in the direction of their winding, and then the turbine may act as an impeller driving the turbofan drive unit, where it slows down in the medium inlet zone and its ejection takes place in the medium outlet zone, or the blade edge can be twisted in the direction opposite to the direction of their turn, and then the turbine can function as a turbofan, where its acceleration takes place in the zone of the medium inlet and its discharge takes place in the zone of the medium outlet.

W jeszcze innej wersji wynalazku turbina może pełnić jednocześnie rolę turbosprężarki i turbowentylatora. Wówczas turbina posiada łopatki z ukształtowaną strefą wyjścia czynnika, w której to strefie odległość końcówki sierpowatego przekroju łopatki od osi wału z każdym kolejnym przekrojem jest taka sama lub zmniejsza się, zwiększa się odległość nasady łopatki od osi turbiny, maleje pole powierzchni obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki i odcinek łączący początek krzywej wyznaczającej wewnętrzną krawędź przekroju z końcem tej krzywej, oraz posiada łopatki, których krawędź skręcona jest w kierunku odwrotnym do kierunku zwoju tej łopatki a odległość końcówki sierpowatego przekroju od osi wału w strefie wyjścia czynnika nagle maleje a krawędź natarcia przechodzi w krawędź spływu, przy czym długość strefy wyjścia czynnika jest mniejsza od długości strefy wejścia czynnika. W tym przypadku, korzystnie łopatki o większej długości przytwierdzone są do wału pomiędzy łopatkami o mniejszej długości, albo łopatki o większej długości przytwierdzone są do krawędzi łopatek o mniejszej długości.In yet another version of the invention, the turbine can simultaneously function as a turbocharger and a turbo fan. Then the turbine has blades with a shaped medium exit zone, in which the distance of the tip of the crescent-shaped blade section from the shaft axis is the same or decreases with each successive section, the distance between the blade root and the turbine axis increases, the surface area of the area defined by the inner edge decreases. the crescent-shaped cross-section of the blade and the segment connecting the beginning of the curve defining the inner edge of the cross-section with the end of this curve, and has blades whose edge is twisted in the direction opposite to the winding of this blade, and the distance of the tip of the crescent-shaped section from the shaft axis in the medium exit zone suddenly decreases and the leading edge it passes into the trailing edge, the length of the medium exit zone being smaller than the length of the medium inlet zone. In this case, preferably the blades of the greater length are attached to the shaft between the blades of the shorter length, or the blades of the greater length are attached to the edges of the blades of the shorter length.

W turbinie według wynalazku czynnik rozpędzany w długim, rozszerzającym się kanale, ukształtowanym przez wewnętrzną ściankę i nachyloną krawędź łopatki turbiny, porusza się po torze w kształcie wydłużonej helisy, leżącym wokół jej wału, oddalając się jedynie nieznacznie od osi wału wraz ze wzrostem prędkości. Dlatego w odróżnieniu od różnych rodzajów centryfug, w turbinie według wynalazku kierunek przepływu czynnika nie ulega gwałtownemu załamaniu, co sprzyja względnie małym rozmiarom jej przekroju czołowego, porównywalnym z wielostopniowymi turbinami osiowymi.In the turbine according to the invention, the factor accelerated in the long, widening channel formed by the inner wall and the sloping edge of the turbine blade moves along an elongated helix path around its shaft, moving only slightly away from the shaft axis as speed increases. Therefore, unlike the various types of centrifuges, in the turbine according to the invention, the flow direction of the medium does not collapse abruptly, which favors the relatively small size of its front cross-section, comparable to multistage axial turbines.

Turbina według wynalazku, w porównaniu z wielostopniowymi turbinami osiowymi, charakteryzuje się prostą, jednowieńcową konstrukcją oraz łopatkami o dużej powierzchni, dzięki której można efektywnie odzyskać część energii układu w postaci ciepła, używając go do wstępnego podgrzania powietrza przed wprowadzeniem go do komory. Dzięki swojej szczególnej geometrii, wyrażającej się stosunkiem powierzchni stożkowych zakreślanych przez krawędź natarcia i krawędź spływu, oraz izomorficzności dowolnych fragmentów turbiny, wydzielonych przez przekroję poprzeczne względem jej osi w obszarze rozpędzania czynnika, turbina w wersji turbowentylatora zapewnia równomierne rozpędzanie coraz większych porcji czynnika, wlatujących w jej obszar roboczy. Duża powierzchnia łopatek pomimo ich małej liczby w wieńcu zapewnia z jednej strony skuteczne przeniesienie momentu obrotowego wału na czynnik, z drugiej zaś strony masywna łopatka o małym wydłużeniu i bardzo pochylonej krawędzi natarcia gwarantuje dużo większą odporność łopatek, a co za tym idzie całej turbiny, na mechaniczne uszkodzenia w skutek zderzeń z małymi obiektami.The turbine according to the invention, compared to the multistage axial turbines, is characterized by a simple, single-flange design and large-area blades, thanks to which it is possible to efficiently recover some of the system's energy in the form of heat, using it to preheat the air before introducing it into the chamber. Due to its particular geometry, expressed in the ratio of conical surfaces delineated by the leading edge and the trailing edge, and the isomorphism of any turbine fragments separated by the cross-section in relation to its axis in the area of the factor acceleration, the turbine in the turbofan version ensures even acceleration of larger and larger portions of the medium flowing in its working area. The large surface area of the blades, despite their small number in the rim, ensures, on the one hand, an effective transmission of the shaft torque to the medium, and, on the other hand, the massive blade with a small elongation and a very inclined leading edge guarantees a much greater resistance of the blades, and thus the entire turbine, to mechanical damage as a result of collisions with small objects.

Turbina wysokich prędkości poddźwiękowych i naddźwiękowych posiadająca co najmniej dwie łopatki według drugiego wynalazku charakteryzuje się tym, że łopatki przytwierdzone są do pierścienia okręcając go spiralnie, przy czym w strefie wejścia czynnika, łopatka ma wielokrotnie dłuższą cięciwę w stosunku do jej długości i jest tak ukształtowana, że jej przekroje w płaszczyźnie prostopadłej do osi pierścienia mają kształt sierpowaty a kąt zawarty pomiędzy rzutami odcinków łączących końcówki jej przekrojów poprzecznych do osi pierścienia, z osią pierścienia oraz różnica długości tych odcinków, dla każdej pary następujących po sobie przekrojów oddalonych od siebie wzdłuż osi pierścienia o tę samą wartość, zachowują stałą wartość, oraz długość cięciwy łopatki w strefie wejścia czynnika jest większa od największej odległości końcówki sierpowatego przekroju łopaty od powierzchni pierścienia, przy czym odległość ta rośnie wzdłuż cięciwy łopatki od strony wlotu czynnika w obszar roboczy turbiny i wprost proporcjonalnie do tego wzrostu rośnie też pole powierzchni obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki i linię łączącą początek tego przekroju, stykający się z przekrojem pierścienia, z jego końcówką, zaś w strefie wyjścia czynnika odległość końcówki sierpoA high-speed subsonic and supersonic turbine having at least two blades, according to the second invention, is characterized in that the blades are attached to the ring, twisting it in a spiral, and in the area of the medium inlet, the blade has a chord many times longer than its length and is shaped in such a way, that its cross-sections in the plane perpendicular to the ring axis have a sickle-shape and the angle between the projections of the sections connecting the ends of its cross-sections to the ring axis, with the ring axis, and the difference in the length of these sections, for each pair of consecutive sections spaced apart along the ring axis by the same value, they maintain a constant value, and the length of the blade chord in the medium inlet zone is greater than the greatest distance of the tip of the crescent-shaped blade section from the ring surface, and this distance increases along the blade chord from the side of the medium inlet into the working area of the turbine, and the surface area of the area delimited by the inner edge of the crescent-shaped cross-section of the blade and the line connecting the beginning of this cross-section, touching the cross-section of the ring, with its tip, and in the area of the factor exit, the distance of the crescent tip

PL 230 606 B1 watego przekroju łopaty od powierzchni pierścienia nagle maleje a krawędź natarcia przechodzi w krawędź spływu, przy czym długość strefy wyjścia czynnika jest mniejsza od długości strefy wejścia czynnika, oraz krawędź natarcia w strefie wejścia czynnika i krawędź spływu w strefie wyjścia czynnika tworzą z osią pierścienia kąt o zmiennym kierunku nachylenia i stałej wartości bezwzględnej, przy czym dla krawędzi natarcia wartość bezwzględna tego kąta jest mniejsza niż 45°, natomiast dla krawędzi spływu większa niż 45°. Łopatki, których krawędź skręcona w kierunku odwrotnym do kierunku ich zwoju, mogą być przytwierdzone do pierścienia od jego strony zewnętrznej, natomiast od strony wewnętrznej mogą być przytwierdzone łopatki, których krawędź skręcona jest w kierunku zgodnym do kierunku ich zwoju.The blade cross-section from the surface of the ring suddenly decreases and the leading edge passes into the trailing edge, the length of the medium exit zone being smaller than the length of the medium entry zone, and the leading edge in the medium entry zone and the trailing edge in the medium exit zone form the ring axis is an angle with a variable direction of inclination and a constant absolute value, where for the leading edge the absolute value of this angle is less than 45 °, and for the trailing edge it is greater than 45 °. The blades, the edge of which twisted in the direction opposite to the direction of their roll, may be attached to the ring on its outer side, while on the inside, the blades may be attached, the edge of which is twisted in the direction of their roll.

W turbinie według wynalazku czynnik jest rozpędzany i sprężany w turbosprężarce, następnie wtłaczany do komór spalania, gdzie wymieszany z paliwem ulega samozapłonowi. Rozpędzone gazy spalinowe napierają na łopatki większego impellera, którego łopatki przytwierdzone są do wewnętrznej powierzchni pierścienia. Impeller ten napędza turbowentylator, którego łopatki według wynalazku przytwierdzone są na zewnątrz tego pierścienia. Gazy spalinowe, opuszczając obszar większego impellera, napierają na łopatki mniejszego impellera, zblokowanego wspólnym wałem ze sprężarką, a następnie wydostają się przez dyszę na zewnątrz.In the turbine according to the invention, the medium is accelerated and compressed in a turbocharger, then forced into the combustion chambers, where it, mixed with fuel, is subject to spontaneous combustion. Rushing exhaust gases press against the blades of the larger impeller, the blades of which are attached to the inner surface of the ring. This impeller drives a turbofan, the blades of which according to the invention are attached to the outside of the ring. The exhaust gases, leaving the area of the larger impeller, press against the blades of the smaller impeller, interlocked by a common shaft with the compressor, and then exit through the nozzle to the outside.

Turbina według wynalazku zapewnia prostszą konstrukcję od standardowych wielostopniowych turbin o dwóch lub trzech współosiowych wałach, będących częściami składowymi turbowentylatorowych zespołów napędowych, zachowując ich zasadniczą zaletę, polegającą na dostosowaniu prędkości obrotowej osobno - sprężarki i turbowentylatora - do optymalnych dla nich wartości, co skutkuje zwiększeniem sprawności całego zespołu napędowego, którego oba współosiowe układy sprężarka - impeller i turbowentylator - impeller są podzespołami.The turbine according to the invention provides a simpler structure than the standard multistage turbines with two or three coaxial shafts, which are components of turbofan power units, retaining their essential advantage of adjusting the rotational speed of the compressor and the turbofan separately to their optimal values, resulting in increased efficiency the whole power unit, of which both coaxial compressor - impeller and turbofan - impeller are subassemblies.

Wynalazek przedstawiono przykładowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sześciołopatkową turbinę w funkcji turbowentylatora w widoku z boku; fig. 2 - wał turbiny pełniącej funkcję turbowentylatora z jedną łopatką, w widoku z boku; fig. 3 - sześciołopatkową turbinę w funkcji turbowentylatora w widoku skośnym z przodu; fig. 4 - otunelowaną wielołopatkową turbinę pełniącą funkcję sprężarki, w widoku z boku; fig. 5 - wał turbiny pełniącej funkcję sprężarki z jedną łopatką; fig. 6 - przekrój poprzeczny wału turbiny pełniącej funkcję sprężarki z jedną łopatką z uwidocznionym przekrojem podłużnym pierścieniowej osłony; fig. 7 - otunelowaną wielołopatkową turbinę, jak na fig. 4 w widoku z tyłu; fig. 8 - otunelowaną wielołopatkową turbinę, jak na fig. 4 w widoku skośnym z boku; fig. 9, fig. 10, fig. 11 - przekroje poprzeczne oraz wzajemne proporcje i usytuowanie łopatek turbiny w wersji propellera; fig. 12 - przekroje poprzeczne łopatki turbiny w wersji impellera; fig. 13 - przekroje poprzeczne łopatki turbiny w wersji propellera; fig. 14 - strefę wejściową spowalniania czynnika, oraz strefę wyjściową wyrzutu czynnika, dla łopatki turbiny w wersji impellera, w widoku z przodu; fig. 15 - strefę wejściową rozpędzania czynnika i strefę wyjściową wyrzutu czynnika dla łopatki turbiny w wersji propellera, w widoku z przodu; fig. 16 - strefę wejściową rozpędzania czynnika oraz strefę wyjściową wyrzutu czynnika dla łopatki turbiny w wersji propellera lub impellera w widoku z boku; fig. 17 - powierzchnie stożkowe zakreślane przez krawędź natarcia i krawędź spływu łopatek turbiny w wersji propellera lub impellera; fig. 18 - łopatkę turbiny o podwójnej funkcji sprężarki i wentylatora w widoku skośnym z tyłu; fig. 19 - łopatkę turbiny o podwójnej funkcji sprężarki i wentylatora w widoku z boku; fig. 20, fig. 21 turbowałowy zespół napędowy z łopatkami jak na fig. 18 i fig. 19; fig. 22 - turbinę z umocowanymi współosiowo łopatkami turbosprężarki i łopatkami turbowentylatora w widoku skośnym z tyłu; fig. 23 łopatkę turbiny z umocowanymi współosiowo łopatkami turbosprężarki i łopatkami turbowentylatora w widoku skośnym z tyłu; fig. 24 - jednowałowy turbowentylatorowy zespół napędowy, wyposażony w turbiny według wynalazku; fig. 25 - turbowentylatorowy zespół napędowy wyposażony w turbiny według wynalazku, z turbowentylatorem zblokowanym wspólnym pierścieniem z impellerem, umieszczonym w tylnej części zespołu oraz osobnym zespołem impeller - sprężarka, zblokowanym osobnym wałem; fig. 26, fig. 27, fig. 28 - zespół jak na fig. 25 bez obudowy, z odsłoniętymi łopatkami impellerów, w widokach.The invention is exemplified in the drawing in which Fig. 1 shows a six-bladed turbine as a turbofan in a side view; Fig. 2 is a side view of the shaft of the turbine acting as a single-blade turbo fan; Fig. 3 shows a front oblique view of a six-bladed turbine as a turbofan; Fig. 4 is a side view of a tunneled multi-vane turbine acting as a compressor; Fig. 5 shows a turbine shaft acting as a single-vane compressor; Fig. 6 is a cross section of a turbine shaft acting as a single-blade compressor, with a longitudinal section of the annular skirt shown; Fig. 7 shows a tunneled multi-vane turbine as in Fig. 4 in a rear view; Fig. 8 shows a tunneled multi-vane turbine as in Fig. 4 in a side oblique view; Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11 - cross sections as well as mutual proportions and positioning of the turbine blades in the propeller version; Fig. 12 is a cross-sectional view of a turbine blade in the impeller version; Fig. 13 is a cross-sectional view of a turbine blade in the propeller version; Fig. 14 is a front view of a factor deceleration inlet zone and an outlet media discharge zone for a turbine blade in the impeller version; Fig. 15 is a front elevation view of the factor acceleration inlet zone and the factor discharge outlet zone for a turbine blade in the propeller version; Fig. 16 is a side view of the factor acceleration inlet zone and the factor discharge outlet zone for a turbine blade in the propeller or impeller version; Fig. 17 shows conical surfaces defined by the leading edge and trailing edge of the turbine blades in the propeller or impeller version; Fig. 18 shows a turbine blade with dual function of compressor and fan in a rear oblique view; Fig. 19 is a side view of a turbine blade with dual function of compressor and fan; Fig. 20, Fig. 21 a turbo-shaft drive unit with blades as in Figs. 18 and 19; Fig. 22 is an oblique rear view of a turbine with coaxially mounted turbocharger blades and turbofan blades; 23 shows a turbine blade with coaxially mounted turbocharger blades and turbofan blades in an oblique rear view; Fig. 24 shows a single-shaft turbofan drive unit equipped with turbines according to the invention; Fig. 25 shows a turbofan power unit equipped with the turbines according to the invention, with a turbofan blocked with a common ring with the impeller located in the rear part of the unit and a separate impeller-compressor unit, blocked by a separate shaft; Fig. 26, Fig. 27, Fig. 28 is an assembly as in Fig. 25 without housing with exposed impeller blades in views.

Według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, przedstawionego na fig. 1-3, turbina pełniąca funkcję turbowentylatora posiada wał napędowy 1, z sześcioma łopatkami w pojedynczym wieńcu, przytwierdzonymi do wału i okręcającymi go spiralnie. Turbina ma strefę wejściową I gdzie zachodzi rozpędzanie czynnika i strefę wyjściową II w której następuje wyrzut czynnika opuszczającego obszar roboczy turbiny. Łopatka 2 o wielokrotnie dłuższej cięciwie w stosunku do jej długości, jest tak ukształtowana, że jej przekroje w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału 1 mają kształt sierpowaty, co pokazano na fig. 9. Kąt α1, a2 zawarty pomiędzy rzutami obcinków łączących końcówki jej przekrojów poprzecznych do osi wału 1, z osią wału 1 oraz różnica długości tych odcinków, dla każdej pary następującychAccording to the first embodiment of the invention, shown in Figs. 1-3, the turbine used as a turbofan has a drive shaft 1 with six blades in a single rim, fixed to the shaft and rotating it in a spiral. The turbine has an entry zone I, where the acceleration of the factor takes place, and an exit zone II, where the medium exits the working area of the turbine. The blade 2, with a chord many times longer than its length, is shaped in such a way that its cross-sections in the plane perpendicular to the shaft 1 axis have a sickle-shaped shape, as shown in Fig. 9. The angle α1, a2 included between the views of the cuttings connecting the ends of its cross-sections to the axis of the shaft 1, with the axis of the shaft 1, and the difference in the length of these sections for each pair of following

PL 230 606 B1 po sobie przekrojów oddalonych od siebie wzdłuż osi wału 1 o tę samą wartość, zachowuje stałą wartość, co przedstawiono na fig. 9, fig. 10 i fig. 11. Długość wału 1 w strefie I rozpędzania czynnika jest większa od największej odległości końcówki sierpowatego przekroju łopatki od osi wału 1, przy czym odległość ta w strefie I rozpędzania rośnie wzdłuż wału 1 od strony jego nasady, i wprost proporcjonalnie do tego wzrostu rośnie też pole powierzchni półkolistego obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki 2 i linię łączącą początek tego przekroju stykający się z przekrojem wału 1, z jego końcówką. Za strefą I rozpędzania czynnika jest strefa II wyrzutu czynnika, gdzie odległość końcówki sierpowatego przekroju łopatki 2 od osi wału 1 nagle maleje a krawędź natarcia 3 przechodzi w krawędź spływu 4. Długość strefy II wyrzutu czynnika jest mniejsza od długości strefy I rozpędzania czynnika. Krawędź natarcia 3 w strefie I rozpędzania czynnika i krawędź spływu 4 w strefie II wyrzutu czynnika tworzą z osią wału 1 kąt o zmiennym kierunku nachylenia i stałej wartości bezwzględnej, przy czym dla krawędzi natarcia 3 wartość bezwzględna tego kąta jest mniejsza niż 45°, korzystnie 30° natomiast dla krawędzi spływu 4 większa niż 45° korzystnie 60°. Krzywa styczna do krawędzi natarcia 3 zawiera się na powierzchni stożka 5, którego kąt nachylenia ścianki względem osi turbiny jest mniejszy od 45°. Krzywa styczna do krawędzi spływu 4 zawiera się na powierzchni stożka 6, którego kąt nachylenia ścianki względem osi turbiny jest większy od 45°. Krawędź łopatki 2 jest skręcona w kierunku odwrotnym do kierunku jej zwoju.After one another, the sections spaced apart along the axis of the shaft 1 by the same value, it maintains a constant value, as shown in Fig. 9, Fig. 10 and Fig. 11. The length of the shaft 1 in the zone I of the factor acceleration is greater than the largest one. the distance of the tip of the crescent-shaped section of the blade from the axis of the shaft 1, this distance in the acceleration zone I increases along the shaft 1 from its root side, and the surface area of the semicircular area defined by the inner edge of the crescent-shaped section of the blade 2 and the connecting line increases in direct proportion to this increase. the beginning of this section touching the section of shaft 1, with its tip. Behind the factor acceleration zone I is the factor discharge zone II, where the distance of the tip of the crescent-shaped section of the blade 2 from the axis of the shaft 1 suddenly decreases and the leading edge 3 passes into the trailing edge 4. The length of the factor discharge zone II is smaller than the length of the factor acceleration zone I. The leading edge 3 in the factor acceleration zone I and the trailing edge 4 in the medium discharge zone II form an angle with the axis of the shaft 1 with a variable direction of inclination and a constant absolute value, and for the leading edge 3 the absolute value of this angle is less than 45 °, preferably 30 [Deg.] While for the trailing edge 4 it is greater than 45 [deg.], Preferably 60 [deg.]. The tangent curve to the leading edge 3 is on the surface of the cone 5, the wall inclination of which is less than 45 [deg.] With respect to the turbine axis. The tangent curve to the trailing edge 4 is on the surface of the cone 6, the wall inclination of which is greater than 45 ° with respect to the turbine axis. The edge of the blade 2 is twisted in the opposite direction to the direction of its roll.

Turbina o łopatkach spełniających opisane powyżej zależności może pełnić rolę turbowentylatora napędzanego silnikami elektrycznymi lub spalinowymi, w szczególności turbowałowymi jednostkami napędowymi. W tym przypadku opisana powyżej turbina jest częścią turbowentylatorowego odrzutowego zespołu napędowego.A turbine with blades meeting the above-described relationships can be used as a turbo-fan powered by electric or combustion engines, in particular by turboshaft power units. In this case, the above-described turbine is part of a turbofan jet power unit.

Według drugiego przykładu wykonania wynalazku, przedstawionego na fig. 12, fig. 13 i fig. 15, turbina ma łopatki, które opisane są w pierwszym przykładzie wykonania, ale z innym niż w pierwszym przykładzie skręceniem krawędzi łopatek, a mianowicie zgodnie z kierunkiem ich zwoju. Według tego przykładu wykonania wynalazku turbina pełni funkcję impellera, gdzie w strefie wejściowej I zachodzi spowalnianie czynnika a w strefie II wyjściowej - wyrzut czynnika opuszczającego obszar roboczy turbiny.According to the second embodiment of the invention, shown in Fig. 12, Fig. 13 and Fig. 15, the turbine has blades which are described in the first embodiment, but with a different twisting of the blade edges than in the first embodiment, namely in the direction of their winding. . According to this embodiment of the invention, the turbine functions as an impeller, where in the inlet zone I the factor slows down, and in the outlet zone II - the outflow of the medium leaving the working area of the turbine.

Według trzeciego przykładu wykonania wynalazku, przedstawionego na rysunku fig. 4-8, turbina pełniąca funkcję turbosprężarki posiada wał napędowy 11, z dwunastoma łopatkami 12 w pojedynczym wieńcu, przytwierdzonymi do wału i okręcającymi go spiralnie. Turbina ma strefę wejściową I gdzie zachodzi rozpędzanie czynnika i strefę wyjściową II bis w której następuje sprężanie czynnika opuszczającego obszar roboczy turbiny. Łopatka 12 o wielokrotnie dłuższej cięciwie w stosunku do jej długości, jest tak ukształtowana, że jej przekroje w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału 11 mają kształt sierpowaty, co pokazano na fig. 9. Kąt α1, a2 zawarty pomiędzy rzutami odcinków łączących końcówki jej przekrojów poprzecznych do osi wału 11, z osią wału 11 oraz różnica długości tych odcinków, dla każdej pary następujących po sobie przekrojów oddalonych od siebie wzdłuż osi wału 11 o tę samą wartość, zachowuje stałą wartość, co przedstawiono na fig. 9, fig. 10 i fig. 11. Długość wału 11 w strefie I rozpędzania czynnika jest większa od największej odległości końcówki sierpowatego przekroju łopaty od osi wału 1, przy czym odległość ta w strefie I rozpędzania czynnika rośnie wzdłuż wału 1 od strony jego nasady, i wprost proporcjonalnie do tego wzrostu rośnie też pole powierzchni półkolistego obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki 12 i linię łączącą początek tego przekroju stykający się z przekrojem wału 11, z jego końcówką. Za strefą I rozpędzania czynnika jest strefa II bis sprężania czynnika, w której odległość końcówki sierpowatego przekroju łopatki 12 od osi wału 11 z każdym kolejnym przekrojem jest taka sama ale zmniejsza się promień wyznaczający sierp wewnętrznej i zewnętrznej krawędzi przekroju łopatki 12, zwiększa się odległość nasady łopatki 12 od osi turbiny, maleje pole powierzchni półkolistego obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki 12 i odcinek łączący początek krzywej wyznaczającej wewnętrzną krawędź przekroju z końcem tej krzywej. Obszary obu stref są ściśle rozgraniczone skokową zmianą kąta nachylenia ścianki wału turbiny 11 względem jej osi oraz narastaniem rozmiaru zewnętrznych średnic okręgów, wyznaczonych przez obrót końcówki przekroju turbiny wokół jej osi. Krawędź łopatki 12 jest skręcona w kierunku odwrotnym do kierunku jej zwoju.According to the third embodiment of the invention, shown in Figs. 4-8, the turbine acting as a turbocharger has a drive shaft 11 with twelve blades 12 in a single rim, attached to the shaft and rotating it in a spiral. The turbine has an entry zone I, where the acceleration of the medium takes place, and an exit zone II bis, where the medium leaving the working area of the turbine is compressed. The blade 12, with a chord many times longer than its length, is shaped in such a way that its cross-sections in a plane perpendicular to the shaft 11 axis have a sickle-shaped shape, as shown in Fig. 9. The angle α1, a2 included between the views of the sections connecting the ends of its cross-sections to the axis of the shaft 11, with the axis of the shaft 11, and the difference in the length of these sections, for each pair of consecutive sections spaced apart along the shaft 11 axis by the same value, maintains a constant value, as shown in Fig. 9, Fig. 10 and Fig. 10 11. The length of shaft 11 in zone I of factor acceleration is greater than the greatest distance of the tip of the crescent-shaped blade cross-section from the axis of shaft 1, while this distance in zone I of factor acceleration increases along shaft 1 from its root side, and increases in direct proportion to this increase. also the surface area of the semicircular area defined by the inner edge of the crescent-shaped cross-section of the blade 12 and the line connecting the beginning of this cross-section contacting s ię with the cross-section of the shaft 11, with its ending. After zone I of the acceleration of the factor there is the zone II bis of the compression of the factor, in which the distance of the tip of the crescent-shaped cross-section of the blade 12 from the axis of the shaft 11 is the same with each successive cross-section, but the radius defining the crescent of the inner and outer edge of the blade 12 cross-section decreases, the distance of the blade root increases. 12 from the axis of the turbine, the surface area of the semicircular area defined by the inner edge of the crescent-shaped section of the blade 12 and the segment joining the beginning of the curve defining the inner edge of the section to the end of the curve decrease. The areas of both zones are strictly separated by a step change in the angle of inclination of the turbine shaft wall 11 with respect to its axis and the increase in the size of the outer diameters of the circles, determined by the rotation of the turbine cross-section tip around its axis. The edge of the paddle 12 is twisted in the opposite direction to its roll direction.

W drugim wariancie wyżej opisanego trzeciego przykładu wykonania wynalazku, obie strefy przechodzą w sposób płynny jedna w drugą, gdzie wyznacznikiem początku strefy II bis sprężania czynnika jest malejące pole powierzchni półkolistego obszaru wyznaczonego przez wewnętrzną krawędź sierpowatego przekroju łopatki i linię łączącą początek tego przekroju, stykający się z przekrojem wału, z jego końcówką.In the second variant of the above-described third embodiment of the invention, both zones smoothly merge into each other, where the determinant of the beginning of the compression zone II bis is the decreasing surface area of the semicircular area defined by the inner edge of the crescent-shaped section of the blade and the line joining the beginning of this cross-section, touching with the shaft cross-section, with its end.

PL 230 606 B1PL 230 606 B1

W trzecim wariancie wyżej opisanego trzeciego przykładu wykonania wynalazku, pokazanym na rysunku fig. 4, fig. 6-8 w strefie II bis sprężania czynnika, turbina obudowana jest pierścieniem 9, zapobiegającym ucieczce czynnika na zewnątrz jej strefy sprężania, pod wpływem ciśnienia i siły odśrodkowej wytwarzanej przez wirujące łopatki.In the third variant of the above-described third embodiment of the invention, shown in Fig. 4, Fig. 6-8 in zone II bis compression of the medium, the turbine is encased in a ring 9 which prevents the medium from escaping outside its compression zone under the influence of pressure and centrifugal force. produced by spinning blades.

Według czwartego przykładu wykonania wynalazku, przedstawionego na fig. 22-23, turbina pełniąca jednocześnie funkcję turbosprężarki i turbowentylatora posiada współosiowo umieszczone łopatki 12 posiadające strefę I rozpędzania czynnika i strefę II bis sprężania czynnika według trzeciego przykładu wykonania wynalazku, oraz łopatki 2 o większej długości, posiadające strefę I rozpędzania czynnika i strefę II wyrzutu czynnika według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, przy czym łopatki 2 o większej długości przytwierdzone są do wału 11 pomiędzy łopatkami 12 o mniejszej długości.According to the fourth embodiment of the invention, shown in Figs. 22-23, the turbine, which simultaneously functions as a turbocharger and a turbofan, has coaxially arranged blades 12 having a factor acceleration zone I and a factor compression zone II bis according to the third embodiment of the invention, and blades 2 of greater length, having an agent acceleration zone I and an agent discharge zone II according to the first embodiment of the invention, the blades 2 of the greater length being attached to the shaft 11 between the blades 12 of the shorter length.

Według piątego przykładu wykonania wynalazku, przedstawionego na fig. 18-21, turbina pełniąca jednocześnie funkcję turbosprężarki i turbowentylatora ma łopatki 12 posiadające strefę I rozpędzania czynnika i strefę II bis sprężania czynnika według trzeciego przykładu wykonania wynalazku, oraz łopatki 2, posiadające strefę I rozpędzania czynnika i strefę II wyrzutu czynnika według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, przy czym łopatki 2 przytwierdzone są do krawędzi łopatek 12.According to the fifth embodiment of the invention, shown in Figs. 18-21, the turbine having both the turbocharger and the turbofan functions has blades 12 having a factor acceleration zone I and a factor compression zone II bis according to a third embodiment of the invention, and blades 2 having a factor acceleration zone I. and an agent discharge zone II according to the first embodiment of the invention, the blades 2 being attached to the edges of the blades 12.

Według szóstego przykładu wykonania wynalazku, przedstawionego na fig. 24, turbina według czwartego przykładu wykonania wynalazku połączona jest na tym samym wale z impellerem według drugiego przykładu wykonania wynalazku, tworząc razem turboodrzutowy jednowałowy zespół napędowy.According to the sixth embodiment of the invention as shown in Fig. 24, the turbine of the fourth embodiment of the invention is coupled on the same shaft to the impeller of the second embodiment of the invention together to form a turbojet single shaft drive unit.

Według siódmego przykładu wykonania wynalazku, przedstawionego na fig. 25-28, zespół napędowy zawiera układ turbin sprężarki i impellera, zblokowany wspólnym wałem, według szóstego przykładu wykonania wynalazku, zainstalowany jest na początku tego zespołu, oraz umieszczony na końcu całego zespołu turbowentylator, zblokowany z większym impellerem wspólnym pierścieniem, na którego powierzchni zewnętrznej osadzone są łopatki turbowentylatora a na wewnętrznej łopatki impellera.According to the seventh embodiment of the invention, shown in Figs. 25-28, the power unit comprises a compressor and impeller turbine system, blocked by a common shaft, according to the sixth embodiment of the invention, is installed at the beginning of the unit, and a turbofan installed at the end of the unit, blocked with a common shaft. a larger impeller with a common ring, on the outer surface of which are mounted the turbofan blades, and on the inner surface of the impeller blades.

Claims

Patent claims

1. High-speed subsonic and supersonic turbine with a drive shaft and at least two blades fixed to the shaft, characterized in that the blades rotate the shaft in a spiral and in the medium inlet zone (I), the blade (2, 12) has a chord many times longer than its length and is shaped in such a way that the leading edge (3) in the medium inlet zone (I) forms an angle with the shaft axis (1) with a variable inclination direction and a constant absolute value of less than 45 °, and that the blade cross-sections in the plane perpendicular to the shaft axis (1) , 11) have a sickle-shaped shape and the angle between the projections of the sections connecting the ends of their cross sections to the shaft axis (1, 11) and the shaft axis (1, 11) and the difference in the length of these sections for each pair of consecutive distant sections along the shaft axis (1, 11) by the same value, they maintain a constant value, and the shaft length (1, 11) in the medium inlet zone (I) is greater than the largest distance of the sickle tips of the same cross-section of the blade (2, 12) from the shaft axis (1, 11), the distance increasing along the shaft (1, 11) from its root side, and the surface area of the area delimited by the inner edge of the crescent-shaped increases in direct proportion to this increase the blade cross-section (2, 12) and the line joining the beginning of this cross-section, touching the shaft cross-section (1, 11), with its tip.

2. The turbine according to claim The method of claim 1, characterized in that it has a medium exit zone (II bis), in which the distance of the tip of the crescent-shaped section of the blade (12) from the axis of the shaft (1,11) is the same or decreases with each successive section, the distance of the blade root ( 12) from the axis of the turbine, the area of the area defined by the inner edge of the crescent-shaped section of the blade (12) and the segment connecting the beginning of the curve delineating the inner edge of the section with the end of this curve decrease.

3. The turbine according to claim 2. The method of claim 2, characterized in that the areas of both the inlet (I) and outlet (II bis) zones of the medium are strictly delimited by a step change in the angle of inclination of the turbine shaft (1) wall.

4. The turbine according to claim The method according to claim 2 or 3, characterized in that the areas of both the inlet (I) and the outlet (II bis) zones of the medium are strictly delimited by the increasing size of the outer diameters of the circles, defined by the rotation of the turbine cross-section tip around the turbine axis.

5. The turbine according to claim 1 2 to 4, characterized in that the angle of inclination of the turbine shaft wall changes smoothly, and the determinant of the beginning of the medium exit zone (II bis) is decreasing

With each successive section of the blade (12), the area of the area defined by the inner edge of the crescent-shaped section of the blade (12) and the segment joining the beginning of the curve defining the inner edge of the section to the end of the curve.

6. The turbine according to claim The method according to claim 2 to 5, characterized in that the medium outlet zone (II bis) is enclosed by a ring (9) which prevents the medium from escaping outside the turbine blades (12) under the influence of pressure and centrifugal force generated by the rotating blades (12).

7. The turbine according to claim 2 to 6, characterized in that it acts as a turbocharger, where in the zone (I) of the inlet of the factor, the acceleration of the factor takes place, while in the zone (II bis) of the outlet of the factor, its compression takes place.

8. The turbine according to claim 1 A method according to claim 1, characterized in that it has a medium exit zone (II), in which the distance of the tip of the crescent-shaped section of the blade (2, 22) from the axis of the shaft (1) suddenly decreases and the leading edge (3) passes into the trailing edge (4), the length of the fluid outlet zone (II) is smaller than the length of the fluid inlet zone (I), and the leading edge (3) in the fluid inlet zone (I) and the trailing edge (4) in the fluid outlet zone (II) form with the shaft axis (1 ) an angle with a variable inclination direction and a constant absolute value, where for the leading edge (3) the absolute value of this angle is less than 45 °, and for the trailing edge (4) greater than 45 °.

9. The turbine according to claim 1 The blade as claimed in claim 8, characterized in that the edge of the blade (22) is twisted in a direction coinciding with the direction of its roll.

10. The turbine according to claim 1 9. The method of claim 9, characterized in that it acts as an impeller driving the turbofan drive unit, where in zone (I) of the medium inlet it slows down and in zone (II) of the outlet of the medium its ejection takes place.

11. The turbine according to claim 11 8. The blade as claimed in claim 8, characterized in that the edge of the blade (2) is twisted in a direction opposite to the direction of its roll.

12. The turbine according to claim 12 The process according to claim 11, characterized in that it acts as a turbofan, where its acceleration takes place in the zone (I) of the inlet of the medium and its ejection takes place in the zone (II) of the outlet of the factor.

13. The turbine according to claim 2 to 7, characterized in that it is provided with blades (2), the edge of which is twisted in the direction opposite to the direction of its coil, and the distance of the tip of the crescent-shaped section from the shaft axis (11) in the zone (II) of the medium exit suddenly decreases and the edge the leading edge (3) goes into the trailing edge (4), with the length of the medium exit zone (II) being smaller than the length of the medium inlet zone (I),

14. The turbine according to claim 14 13. A method according to claim 13, characterized in that the blades (12) of a shorter length are attached to the shaft (11) between the blades (2) of greater length, attached to the same shaft (11), acting simultaneously as a turbocharger and a turbofan.

15. The turbine according to claim 15 The method of claim 13, characterized in that the edges of the blades (12) of a shorter length, fixed to the shaft (11), are fixed to the edges of the blades (2) of greater length, acting simultaneously as a turbocharger and a turbofan.

16. High-speed subsonic and supersonic turbine having at least two blades, characterized in that the blades are attached to the ring (19) and twist it in a spiral, and in the medium inlet zone (I), the blade (2, 22) has a chord many times longer in relation to its length and is shaped in such a way that its cross-sections in the plane perpendicular to the axis of the ring (19) have a sickle-shape and the angle between the projections of the sections connecting the ends of its cross-sections to the axis of the ring (19), with the axis of the ring (19) and the difference in the length of these sections, for each pair of consecutive sections spaced apart along the axis of the ring (19) by the same value, they maintain a constant value, and the length of the blade chord (2, 22) in the zone (I) of the factor entry is greater than the largest the distance of the tip of the crescent-shaped section of the blade (2, 22) from the surface of the ring (19), this distance increasing along the blade chord (2, 22) from the side the medium enters the working area of the turbine, and the surface area of the area defined by the inner edge of the crescent-shaped blade cross-section (2, 22) and the line connecting the beginning of this cross-section, contacting the cross-section of the ring (19) with its tip, increases in direct proportion to this increase. in the medium exit zone (II), the distance of the tip of the crescent-shaped blade cross-section (2, 22) from the surface of the ring (19) suddenly decreases and the leading edge (3) passes into the trailing edge (4), while the length of the medium exit zone (II) is smaller from the length of the refrigerant inlet zone (I) and the leading edge (3) in the refrigerant inlet zone (I)

PL 230 606 Β1 and the trailing edge (4) in the exit zone (II) of the medium form an angle with the ring axis (19) with a variable direction of inclination and a constant absolute value, where for the leading edge (3) the absolute value of this angle is less than 45 °, while for the trailing edge (4) greater than 45 °.

17. The turbine according to claim 17 16, characterized in that on the outside of the ring (19), blades (2) are attached, the edge of which is twisted in a direction opposite to the direction of its coil.

18. The turbine according to claim 18 16 or 17, characterized in that on the inside of the ring (19), blades (22) are attached, the edge of which is twisted in the direction of its coil.