МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР Российский патент 2003 года по МПК F04D17/12 

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к осевым компрессорам.

Известен двухкаскадный (двухроторный) компрессор (см. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с. 55, рис. 3.4.б), в котором роторы располагаются последовательно и могут вращаться в противоположные стороны и приводятся от двух газовых турбин.

Наличие двух приводов в двухкаскадном компрессоре увеличивает число опор ротора, из-за чего конструкция усложняется.

Наиболее близким к предлагаемому является компрессор, в котором роторы располагаются концентрично (см. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с. 55, рис. 3.4.в) и вращаются в противоположных направлениях, при этом рабочие лопатки одного из них являются направляющими лопатками для другого.

Однако для привода каждого ротора необходима собственная турбина, что приводит к усложнению конструкции, при этом все ступени каждого ротора компрессора могут вращаться только с одинаковой частотой, что не обеспечивает возможность газодинамического регулирования компрессора изменением частоты вращения рабочих колес.

Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции многоступенчатого компрессора, а также возможность вращения рабочих колес в разных направлениях и с разной частотой.

Поставленная задача решается тем, что многоступенчатый компрессор, включающий установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях рабочие колеса, по меньшей мере одно из которых связано с приводом, содержит ось, неподвижно закрепленную относительно корпуса, на которой установлены рабочие колеса и связанные с ними передающие механизмы. При этом передающие механизмы установлены между рабочими колесами и могут быть выполнены с различным передаточным отношением. Кроме того, передающие механизмы могут быть выполнены в виде зубчатых передач.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства.

На фиг.2 - элемент А в увеличенном виде.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Многоступенчатый компрессор содержит корпус 1, относительно которого неподвижно закреплена ось 2 с установленными на ней в подшипниках 3 рабочими колесами 4, 5, 6. Привод (на чертеже он условно обозначен стрелкой) осуществляется на рабочее колесо 6 компрессора. С одной стороны ступицы диска 7 рабочего колеса 6 выполнен зубчатый венец 8. На ступицах дисков промежуточных рабочих колес зубчатые венцы 8 выполнены с обеих сторон.

На оси 2 между диском 7 рабочего колеса 6 и диском 9 рабочего колеса 5 установлен передающий механизм, выполненный в виде зубчатой передачи, которая состоит из шестерен 10, втулки 11, установленной неподвижно относительно оси 2, и неподвижно связанной с ней стойки 12. Шестерни 10 входят в зацепление с зубчатым венцом 8 диска 9.

Передающие механизмы (в данном конкретном случае - зубчатые передачи) могут быть выполнены с различным передаточным отношением, что позволяет, при необходимости, подбирать любое сочетание частоты вращения рабочих колес. Конструктивно количество рабочих колес компрессора не ограничено.

Компрессор работает следующим образом.

Рабочее колесо 6 компрессора приводится во вращение приводом.

Зубчатый венец 8 диска 7 рабочего колеса 6 входит в зацепление с шестерней 10 зубчатой передачи. Шестерни 10, находящиеся в зацеплении с зубчатым венцом 8 диска 9 рабочего колеса 6, вращают ее в сторону, противоположную вращению привода. Аналогичным образом между всеми имеющимися в компрессоре рабочими колесами расположены передающие механизмы, выполненные в виде зубчатых передач, которые изменяют направление вращения каждого следующего рабочего колеса относительно предыдущего на противоположное, а также могут изменять частоту их вращения.

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к осевым компрессорам. Многоступенчатый компрессор содержит корпус 1, относительно которого неподвижно закреплена ось 2 с установленными на ней в подшипниках 3 рабочими колесами 4, 5, 6. Привод (на чертеже он условно обозначен стрелкой) осуществляется на рабочее колесо 6 компрессора. С одной стороны ступицы диска 7 рабочего колеса 6 выполнен зубчатый венец. На ступицах дисков промежуточных рабочих колес зубчатые венцы выполнены с обеих сторон. На оси 2 между диском 7 рабочего колеса 6 и диском рабочего колеса 5 установлен передающий механизм, выполненный в виде зубчатой передачи, которая состоит из шестерен, втулки, установленной неподвижно относительно оси 2, и неподвижно связанной с ней стойки. Шестерни входят в зацепление с зубчатым венцом диска. Передающие механизмы (в данном конкретном случае зубчатые передачи) могут быть выполнены с различным передаточным отношением, что позволяет при необходимости подбирать любое сочетание частоты вращения рабочих колес. Конструктивно количество рабочих колес компрессора не ограничено. Изобретение при своем использовании обеспечивает расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции, а также возможность вращения рабочих колес в разных направлениях и с разной частотой. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Многоступенчатый компрессор, включающий установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях рабочие колеса, по меньшей мере одно из которых связано с приводом, отличающийся тем, что он содержит ось, неподвижно закрепленную относительно корпуса, на которой установлены рабочие колеса и связанные с ними передающие механизмы. 2. Многоступенчатый компрессор по п. 1, отличающийся тем, что передающие механизмы установлены между рабочими колесами. 3. Многоступенчатый компрессор по п. 2, отличающийся тем, что передающие механизмы выполнены с различным передаточным отношением. 4. Многоступенчатый компрессор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что передающие механизмы выполнены в виде зубчатых передач.