СТУПЕНЬ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК F04D29/44 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к ступени центробежного компрессора для центробежного компрессора (варианты) согласно ограничительной части пункта 1 или 3 формулы изобретения.

Уровень техники

Из DE 19502808 С2 известно принципиальное устройство центробежного компрессора с, по меньшей мере, одной ступенью центробежного компрессора. Так в этом уровне техники раскрыто, что ступень центробежного компрессора или каждая ступень центробежного компрессора имеет рабочее колесо, вращающееся по отношению к статору, причем рабочее колесо включает втулку и несколько расположенных со стороны ротора лопаток рабочего колеса. Каждая лопатка рабочего колеса имеет входную кромку для потока и выходную кромку для потока, причем между входной кромкой для потока и выходной кромкой для потока каждой лопатки рабочего колеса простирается сторона всасывания, напорная сторона, а также наружная поверхность, обращенная к статору, причем наружная поверхность соответствующей лопатки рабочего колеса примыкает к статору и служит уплотнением по отношению к статору. Такое рабочее колесо центробежного компрессора, в котором наружные поверхности лопаток рабочего колеса опосредованно примыкают к статору, не имеет какой-либо бандажной ленты и называется также открытым рабочим колесом. Лопатки рабочего колеса позиционированы в канале рабочего колеса для потока, который ограничен втулкой рабочего колеса и статором.

Дальше из DE 19502808 С2 известно, что ступень центробежного компрессора включает позиционированный ниже по потоку рабочего колеса диффузор, который имеет несколько расположенных со стороны статора направляющих лопаток. Каждая из направляющих лопаток диффузора имеет входную кромку для потока и выходную кромку для потока, причем между входной кромкой для потока и выходной кромкой для потока каждой из направляющих лопаток простирается сторона всасывания и напорная сторона. Направляющие лопатки позиционированы в канале диффузора для потока, ограниченном статором.

Из DE 19502802 С2 может заимствоваться, что между рабочим колесом и статором, показанной там ступени центробежного компрессора, именно, между задней стороной рабочего колеса и статором, образовано так называемое боковое пространство колеса. Это боковое пространство колеса при этом соединено с промежуточным каналом для потока, который простирается между каналом рабочего колеса для потока и каналом диффузора для потока.

Другая ступень центробежного компрессора с таким боковым пространством колеса известно из DE 102007019264 А1.

Из ЕР 2014925 А1 известна ступень центробежного компрессора с диффузором, в котором угловое расстояние входных кромок для потока двух расположенных по соседству друг к другу направляющих элементов отличается от углового расстояния входных кромок для потока двух других расположенных по соседству друг к другу направляющих элементов.

При работе центробежного компрессора ступени центробежного компрессора подвержены механическим возмущениям и колебаниям, которые могут причинять повреждения ступени центробежного компрессора, в частности лопаткам рабочего колеса ступени центробежного компрессора. Причиной таких механических возмущений могут быть синхронные механизмы возмущения, а также асинхронные механизмы возмущения.

В частности, вследствие взаимодействия вращающихся и неподвижных компонентов появляются трехмерные и неустановившиеся феномены потока. При определенных условиях возникают колебания напора, которые имеют циркулирующий в направлении вращения или в направлении противоположном направлению вращения характер. Количество и скорость циркуляции этих колебаний напора любые.

Это является основанием для асинхронного возмущения открытых рабочих колес в центробежных компрессорах. До сих пор неизвестно никаких методов, с помощью которых можно целенаправленно противодействовать таким асинхронным возмущениям, чтобы избежать критического возмущения колебаний, в частности лопаток рабочего колеса.

Отсюда существует потребность в ступени центробежного компрессора для центробежного компрессора, в которой, в частности, лопатки рабочего колеса подвержены слабому возмущению колебаний, в частности, из-за таких асинхронных возмущений.

Раскрытие изобретения

В основе настоящего изобретения лежит задача создания ступени центробежного компрессора для центробежного компрессора (варианты), которая выполняет вышеупомянутые требования и соответственно подвержена слабому возмущению колебаний, в частности, вследствие таких асинхронных возмущений.

Эта задача согласно первому варианту изобретения решается с помощью ступени центробежного компрессора по пункту 1 формулы изобретения. Соответственно этому зазор, который образован между наружной кромкой расположенной ниже по потоку задней стороны рабочего колеса и лежащей напротив кромкой статора, уплотнен через уплотнение, именно таким образом, что уплотнение уплотняет боковое пространство колеса от простирающегося между рабочим колесом и диффузором промежуточного канала для потока.

Согласно второму варианту изобретения эта задача решается с помощью ступени центробежного компрессора по пункту 3 формулы изобретения. Соответственно этому зазор, который образован между лежащей ниже по потоку задней стороной рабочего колеса и лежащей напротив внутренней кромкой статора, имеет, если смотреть в направлении окружности, изменяющийся размер зазора.

С каждой из обеих сторон изобретения можно просто и надежно противодействовать асинхронным возмущениям открытых рабочих колес в центробежных компрессорах, вследствие чего может уменьшаться возмущение колебаний, в частности, для лопаток рабочего колеса ступени центробежного компрессора. При этом стороны изобретения применяются альтернативно в ступени центробежного компрессора.

Обе вышеупомянутые стороны изобретения касаются мероприятий, которые относятся к соединению бокового пространства колеса с промежуточным каналом для потока, простирающегося между каналом рабочего колеса для потока и каналом диффузора для потока. Возмущение колебаний для лопаток рабочего колеса ступени центробежного компрессора может уменьшаться.

Согласно предпочтительному усовершенствованию первого и/или второго варианта изобретения предусмотрено, что входные кромки для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток диффузора находятся на первом круговом контуре, именно таким образом, что входные кромки для потока всех расположенных со стороны статора направляющих лопаток по отношению к входным кромкам для потока соответственно соседних направляющих лопаток имеют идентичное расстояние. Выходные кромки для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток диффузора находятся на втором круговом контуре, именно таким образом, что в, по меньшей мере, в первом положении по окружности выходная кромка для потока соответствующей расположенной со стороны статора направляющей лопатки по отношению к выходной кромке для потока, по меньшей мере, соседних направляющих лопаток имеет другое расстояние, чем во вторых положениях по окружности.

Согласно другому предпочтительному усовершенствованию первого и/или второго варианта изобретения предусмотрено, что, по меньшей мере, одна расположенная со стороны статора направляющая лопатка диффузора имеет кривизну, отличающуюся от других расположенных со стороны статора направляющих лопаток.

Согласно другому предпочтительному усовершенствованию первого и/или второго варианта изобретения предусмотрено, что в, по меньшей мере, первом положении по окружности участок канала для диффузора для потока, образованный между соседними расположенными со стороны статора направляющими лопатками диффузора, имеет по отношению к участкам канала для потока диффузора, образованным во вторых положениях по окружности, отличающееся поперечное сечение потока.

Вышеупомянутые предпочтительные усовершенствования первого и/или второго варианта изобретения касаются мероприятий относительно конструктивного оформления диффузора.

Особенно предпочтительной является ступень центробежного компрессора, в которой один из вариантов изобретения, который относятся к соединению бокового пространства колеса с промежуточным каналом для потока, применяются в комбинации с, по меньшей мере, одним из предпочтительных усовершенствований, которые относятся к исполнению диффузора.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные усовершенствования изобретения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания. Примеры осуществления изобретения, ими не следует ограничиваться, более подробно поясняются с помощью чертежа. При этом показывают:

фиг. 1: меридиональный разрез одной предложенной в соответствие с изобретением ступени центробежного компрессора согласно первой стороне изобретения;

фиг. 2: меридиональный разрез другой предложенной в соответствии с изобретением ступени центробежного компрессора согласно первой стороне изобретения;

фиг. 3: меридиональный разрез предложенной в соответствие с изобретением ступени центробежного компрессора согласно второй стороне изобретения;

фиг. 4: осевой разрез ступени центробежного компрессора на фиг. 3;

фиг. 5: осевой разрез ступени центробежного компрессора для наглядного пояснения первого предпочтительного усовершенствования первой и/или второй стороны предложенного изобретения;

фиг. 6: осевой разрез ступени центробежного компрессора для наглядного пояснения второго предпочтительного усовершенствования первой и/или второй стороны предложенного изобретения; и

фиг. 7: меридиональный разрез ступени центробежного компрессора для наглядного пояснения третьего предпочтительного усовершенствования первой и/или второй стороны предложенного изобретения.

Приведенное здесь изобретение относится к центробежному компрессору с, по меньшей мере, одной ступенью центробежного компрессора.

Осуществление изобретения

Фиг. 1 показывает деталь предложенной в соответствие с изобретением ступени центробежного компрессора в меридиональном разрезе согласно первому варианту изобретения.

Ступень центробежного компрессора на фиг. 1 имеет рабочее колесо 10 с несколькими расположенными со стороны ротора лопатками 11 рабочего колеса. Рабочее колесо 10 вращается относительно статора 12. В случае статора речь может идти о корпусе или кольце статора или нечто подобном. Лопатки 11 рабочего колеса расположены в канале 13 рабочего колеса для потока, который ограничен расположенным со стороны ротора контуром 14 втулки и контуром 15 статора. Каждая лопатка 12 рабочего колеса (лопатки имеют позицию 11, статор позицию 12 – прим. переводчика) имеет входную кромку 16 для потока и выходную кромку 17 для потока. Между входной кромкой 16 для потока и выходной кромкой 17 для потока каждой лопатки 11 рабочего колеса простирается напорная сторона, сторона всасывания, а также радиально снаружи на лопатке 11 рабочего колеса, обращенная к статору 12 наружная поверхность 18 соответствующей лопатки 11 рабочего колеса. Наружная поверхность 18 лопатки 11 рабочего колеса примыкает к статору 12 и служит уплотнению по отношению к статору 12. Такое рабочее колесо 10, в котором наружные поверхности 18 лопаток 11 рабочего колеса примыкают опосредованно к статору 12, не имеет какой-либо бандажной ленты и называется также открытым рабочим колесом.

Согласно фиг. 1 ниже по потоку рабочего колеса 10 позиционирован расположенный со стороны статора диффузор 19. Диффузор 19 включает несколько расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20. Расположенные со стороны статора направляющие лопатки диффузора 19 позиционированы в канале 21 диффузора для потока, ограниченным статором 12, причем каждая из расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19 включает входную кромку 22 для потока и выходную кромку 23 для потока. Между входной кромкой 22 для потока и выходной кромкой 23 для потока соответствующей расположенной со стороны статора направляющей лопатки 20 простирается сторона всасывания 24 и напорная сторона 25 соответствующей направляющей лопатки.

Между каналом 13 рабочего колеса для потока, в котором позиционированы расположенные со стороны ротора лопатки 11 рабочего колеса 10, и каналом 21 диффузора для потока, в котором позиционированы расположенные со стороны статора направляющие лопатки 20 диффузора 19, простирается промежуточный канал 26 для потока, через который в ступень центробежного компрессора, выходя из рабочего колеса, в направлении диффузора 19 может поступать сжатая среда. Согласно фиг. 1 между задней стороной 27 рабочего колеса 10 и статором 12 образовано боковое пространство 28 колеса, причем это боковое пространство 28 колеса согласно фиг. 1 через зазор 34 соединено с промежуточным каналом 26 для потока.

Описанные выше со ссылкой на фиг. 1 детали ступени центробежного компрессора относятся к уровню техники. Изобретение касается только таких деталей ступени центробежного компрессора, с помощью которых может уменьшаться опасность неустановившихся феноменов течения, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес.

Согласно первому варианту изобретения (см. фиг. 1, 2) предложено, что зазор 34, который образован между наружной кромкой 35, находящейся ниже по потоку задней стороны 27 рабочего колеса 10, и лежащей напротив внутренней кромкой 36 статора 12, и через который боковое пространство 28 колеса соединен с промежуточным каналом 26 для потока, уплотнен с помощью уплотнения 37.

Уплотнение 37 уплотняет соответственно боковое пространство 28 колеса от промежуточного канала 26 для потока, проходящего между рабочим колесом 10 и диффузором 19. Для этого в примере осуществления на фиг. 1 применяется ячеистое уплотнение 37, которое подперто статором 12 и лежит напротив наружной кромки 35 расположенной ниже по потоку задней стороны 27 рабочего колеса 10. С помощью подобного уплотнения зазора 34 и таким образом бокового пространства 28 колеса по отношению к промежуточному каналу 26 для потока может уменьшаться опасность неустановившихся феноменов потока, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес.

На фиг. 2 показано исполнение ступени центробежного компрессора согласно первому варианту представленного здесь изобретения, которое отличается от примера осуществления на фиг. 1 конкретным исполнением уплотнения 37. Так на фиг. 2 не применяется какое-либо ячеистое уплотнение, напротив, в примере осуществления на фиг. 2 уплотнение образовано в виде манжетного уплотнения, в котором соответственно на наружной кромке расположенной ниже по потоку обратной стороне 27 рабочего колеса 10 для прилегания применяется уплотнительная фаска 38. В случае этого уплотнительного элемента 37 на фиг. 2 речь может идти, к примеру, о касающемся уплотнении, соответственно контактном уплотнении или также о щеточном уплотнении.

Ступень центробежного компрессора согласно второму варианту изобретения показана на фиг. 3 и 4. Согласно второму варианту изобретения предлагается, что зазор 34, через который боковое пространство 28 колеса соединено с промежуточным каналом 26 для потока, если смотреть в направлении окружности, имеет изменяющийся размер зазора. Для этого внутренняя кромка 36' статора 12, лежащая напротив наружной кромки 35 расположенной ниже по потоку задней стороны 27 рабочего колеса 10, согласно штриховой линии на фиг. 4 имеет волнообразный контур, так что соответственно, если смотреть в направлении окружности, расстояние между внутренней кромкой 36' статора 12 и наружной кромкой 35 расположенной ниже по потоку задней стороны 27 рабочего колеса 10 не постоянно, а, напротив, изменяется.

Этот изменяющийся в направлении периметра размер зазора 34 изменяется преимущественно с помощью волнообразного контура внутренней кромки 36' статора 12 плавно, то есть не ступенчато.

Вышеупомянутые мероприятия согласно первому варианту изобретения и согласно второму варианту изобретения являются альтернативами, эти мероприятия соответственно не применяются в комбинации друг с другом.

Согласно первому предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения предусмотрено (см. фиг. 5), что все входные кромки 22 для потока всех расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19 находятся на первом круговом контуре 29.

При этом входные кромки 22 для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19 находятся на первом круговом контуре 29 таким образом, что входные кромки 22 для потока всех расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 по отношению к входным кромкам 22 для потока соответственно соседних направляющих лопаток 20 имеют идентичное расстояние. Входные кромки 22 для потока, если смотреть в направлении окружности канала 21 диффузора для потока, позиционированных рядом друг с другом направляющих лопаток 20 диффузора 19 соответственно, если смотреть в направлении окружности, разделены одинаково, так что соответственно все без исключения входные кромки 22 для потока, которые находятся на первом круговом контуре 29, по отношению к соседним входным кромкам 22 для потока имеют идентичные расстояния по окружности.

Согласно первому предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения дальше предусмотрено, что выходные кромки 23 для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19 находятся на втором круговом контуре 30.

При этом выходные кромки 23 для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19 находятся на втором круговом контуре 30, таким образом, что в, по меньшей мере, первом положении по окружности канала 21 диффузора для потока выходная кромка 23 для потока позиционированной там, расположенной со стороны статора направляющей лопатки 20 по отношению к выходной кромке для потока, по меньшей мере, соседней направляющей лопатки 20 имеет другое расстояние, чем во вторых положениях по окружности канала 21 диффузора для потока.

В области выходных кромок 23 для потока соответственно, если смотреть в направлении окружности канала 21 диффузора для потока, не предусмотрено никакого равномерного расположения выходных кромок 23 для потока, напротив, преимущественно в первых положениях по окружности отменено равномерное расположение выходных кромок 23 для потока, которые все находятся на втором круговом контуре 30, чтобы уменьшить опасность неустановившихся феноменов потока, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес

Согласно первому предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения в первом крайнем случае возможно, что исключительно в единственных положениях по окружности канала 21 диффузора для потока соответствующая выходная кромка 23 для потока имеет другое расстояние по отношению к соответственно соседним выходным кромкам 23 для потока, что, напротив, в других положениях по окружности выходные кромки 23 для потока равномерно распределены относительно их положений по окружности.

Точно также согласно первому предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения во втором крайнем случае возможно, что во всех положениях по окружности канала 21 диффузора для потока выходные кромки 23 для потока по отношению к соответственно соседним выходным кромкам 23 для потока имеют соответственно различные расстояния.

Во вторых положениях по окружности канала 21 диффузора для потока соответствующие расположенные со стороны статора направляющие лопатки 20 диффузора преимущественно все имеют идентичный второй угол установки.

Направляющие лопатки 20, расположенные со стороны статора, позиционированные в первом положении по окружности или каждом первом положении по окружности имеют преимущественно первый угол установки, который отличается от второго угла установки, в частности, на ±10°, предпочтительно на ±7°, особенно предпочтительно на ±5°, больше всего предпочтительно на ±3°.

Согласно первому предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения соответственно предлагается для уменьшения опасности неустановившихся феноменов потока, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес, выходные кромки 23 для потока избранных расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19 сдвигать в направлении окружности, преимущественно при устранении соответственно прерывания обычно, если смотреть в направлении окружности канала 21 диффузора для потока, равномерно расположенных выходных кромок 23 для потока.

В крайнем случае, выходные кромки 23 для потока всех расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора могут иметь по отношению к соответственно соседним выходным кромкам 23 для потока различные расстояния.

Как может заимствоваться из фиг. 5, выходная кромка 23" для потока (см. штриховую линию правой на фиг. 5 направляющей лопатки) может сдвинуться в направлении к напорной стороне 25 соответствующей соседней направляющей лопатки 20 или выходная кромка 23' для потока (см. штриховую линию левой на фиг. 5 направляющей лопатки) может сдвинуться в направлении к стороне всасывания 24 соответствующей соседней направляющей лопатки 20 в направлении окружности, а именно, таким образом, что по-прежнему все выходные кромки 23 для потока будут лежать на втором круговом контуре 30.

Это соответствует изменению угла установки расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19 на избранных положениях по окружности. В избранных вторых положениях по окружности диффузора 19 соответствующие расположенные со стороны статора направляющие лопатки 20 имеют отличающийся угол установки.

Эти избранные направляющие лопатки 20, которые в сравнении с остальными расположенными со стороны статора направляющими лопатками 20 имеют различный угол установки, характерны тем, что их угол установки отличается от углов установки остальных направляющих лопаток 20 диффузора 19, в частности, на ±10°, особенно предпочтительно на ±5°.

С помощью вышеупомянутых мероприятий первого предпочтительного усовершенствования первого варианта и/или второго варианта изобретения в определенных положениях по окружности при неравномерных расстояниях по окружности направляющие лопатки 20 диффузора 19 могут нагружаться несколько более высокой или несколько более низкой нагрузкой. Опасность неустановившихся феноменов потока, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес, может таким образом дальше уменьшаться.

Согласно второму предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения (см. фиг. 6) для уменьшения опасности неустановившихся феноменов потока, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес, предлагается, что как входные кромки 22 для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19, позиционированные на первом круговом контуре 29, так и выходные кромки 23 для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток 20 диффузора 19, позиционированные на втором круговом контуре 30, равномерно расположены в направлении окружности, то есть имеют соответственно идентичные расстояния по окружности.

Согласно второму предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения все-таки, по меньшей мере, одна расположенная со стороны статора направляющая лопатка 20 диффузора 19 имеет между входной кромкой 22 для потока и выходной кромкой 23 для потока отличающуюся кривизну, а именно, сторону всасывания 24' и напорную сторону 25' с отличающейся по отношению к другим направляющим лопаткам 20 кривизной. Это показано на фиг. 6 с помощью штриховой линии для средней направляющей лопатки 20.

Согласно второму предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения в первом крайнем случае возможно, что исключительно одна единственная расположенная со стороны статора направляющая лопатка 20 диффузора 19 имеет отличающуюся кривизну, что, напротив, все другие расположенные со стороны статора направляющие лопатки 20 диффузора 19 имеют идентичную кривизну.

Точно также согласно второму предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения во втором крайнем случае возможно, что все расположенные со стороны статора направляющие лопатки 20 диффузора 19 имеют отличающуюся друг от друга кривизну.

Предпочтительно, что вышеупомянутое первое предпочтительное усовершенствование и вышеупомянутое второе предпочтительное усовершенствование могут применяться в ступени центробежного компрессора в комбинации с первым вариантом или вторым вариантом изобретения для уменьшения опасности неустановившихся феноменов потока, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес.

Третье предпочтительное усовершенствование первого варианта и/или второго варианта изобретения ниже рассматривается со ссылкой на фиг. 7.

Согласно третьему предпочтительному усовершенствованию первого варианта и/или второго варианта изобретения для уменьшения опасности неустановившихся феноменов потока, которые могут вести к асинхронному возмущению открытых рабочих колес, предлагается в, по меньшей мере, первом положении по окружности канала 21 диффузора для потока участок 33 канала диффузора для потока, образованного между соседними расположенными со стороны статора набавляющими лопатками 20 диффузора 19, изменять таким образом, что он самый по сравнению с участками канала диффузора для потока, образованными во вторых положениях по окружности, имеет отличающееся поперечное сечение потока.

Так из фиг. 7 может заимствоваться, что в первом положении по окружности диффузора 19 соответствующий участок 33 канала диффузора для потока между соседними расположенными со стороны статора направляющими лопатками 20 имеет уменьшенное поперечное сечение потока, а именно, благодаря тому, что расположенные со стороны статора, ограничивающие соответствующий участок 33 канала диффузора для потока боковые стенки 31, 32 изогнуты по направлению внутрь при уменьшении поперечного сечения потока соответствующего участка 33 канала диффузора для потока. Следует отметить то, что по направлению внутрь в соответствующий участок 33 канала диффузора для потока может быть изогнута только одна из этих расположенных со стороны статора, ограничивающих соответствующий участок 33 канала диффузора для потока боковых стенок 31, 32. Точно также возможно в избранных положениях по окружности расширение соответствующего участка канала диффузора для потока относительно его поперечного сечения потока, причем в этом случае, по меньшей мере, одна из этих боковых стенок 31, 32 изогнута наружу в направлении статора 12.

Согласно третьему предпочтительному усовершенствования первого варианта и/или второго варианта изобретения в первом крайнем случае возможно, что исключительно в единственных положениях по окружности канала 21 диффузора для потока соответствующий участок 33 канала диффузора для потока имеет отличающееся поперечное сечение потока, что, напротив, все другие участки 33 канала диффузора для потока имеют идентичные поперечные сечения потока. Точно также согласно третьему предпочтительному усовершенствованию первой стороны и/или второй стороны изобретения во втором крайнем случае возможно, что во всех положениях по окружности канала 21 диффузора для потока участки 33 канала диффузора для потока имеют соответственно различные поперечные сечения потока.

Мероприятия третьего предпочтительного усовершенствования могут применяться в комбинации с мероприятиями первого предпочтительного усовершенствования и/или мероприятиями второго предпочтительного усовершенствования в комбинации с первым или вторым вариантом изобретения. Предпочтительно мероприятия всех трех усовершенствований могут применяться в ступени центробежного компрессора в комбинации с первым или вторым вариантом изобретения.

Перечень позиций

10 Рабочее колесо 11 Лопатка рабочего колеса 12 Статор 13 Канал рабочего колеса для потока 14 Контур втулки 15 Контур статора 16 Входная кромка для потока 17 Выходная кромка для потока 18 Наружная поверхность 19 Диффузор 20 Направляющая лопатка 21 Канал диффузора для потока 22 Входная кромка для потока 23 Выходная кромка для потока 24 Сторона всасывания 25 Напорная сторона 26 Промежуточный канал для потока 27 Задняя сторона 28 Боковое пространство колеса 29 Круговой контур 30 Круговой контур 31 Боковая стенка 32 Боковая стенка 33 Участок канала диффузора для потока 34 Зазор 35 Наружная кромка 36 Внутренняя кромка 37 Уплотнение 38 Уплотнительная фаска

Ступень центробежного компрессора, которая включает вращающееся по отношению к статору (12) рабочее колесо (10) с несколькими расположенными со стороны ротора лопатками (11) рабочего колеса и диффузор (19), расположенный в направлении потока ниже по потоку рабочего колеса (10), с несколькими расположенными со стороны статора направляющими лопатками (20), причем между рабочим колесом (10) и статором (12) образовано боковое пространство колеса (28). Зазор (34), который образован между наружной кромкой (37), расположенной ниже по потоку задней стороны (27) рабочего колеса (10) и лежащей напротив внутренней кромкой (36) статора (12), уплотнен через уплотнение (37), а именно таким образом, что уплотнение (37) уплотняет боковое пространство колеса (18) от промежуточного канала (26) для потока, простирающегося между рабочим колесом (10) и диффузором (19). Изобретение направлено на создание ступени компрессора, лопатки которой подвержены слабому возмущению колебаний. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Ступень центробежного компрессора, которая включает вращающееся по отношению к статору (12) рабочее колесо (10) с несколькими расположенными со стороны ротора лопатками (11) рабочего колеса и диффузор (19), позиционированный в направлении потока ниже по потоку рабочего колеса (10), с несколькими расположенными со стороны статора направляющими лопатками (20), и между рабочим колесом (10) и статором (12) образовано боковое пространство колеса (28), отличающаяся тем, что зазор (34), который образован между наружной кромкой (37), расположенной ниже по потоку задней стороной (27) рабочего колеса, (10) и лежащей напротив внутренней кромкой (36) статора (12), уплотнен через уплотнение (37) таким образом, что уплотняет боковое пространство колеса (18) от промежуточного канала (26) для потока, простирающегося между рабочим колесом (10) и диффузором (19).

2. Ступень центробежного компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что уплотнение (37) удерживается статором (12) и лежит напротив наружной кромки (35), расположенной ниже по потоку задней стороны (27) рабочего колеса (10).

3. Ступень центробежного компрессора, которая включает вращающееся по отношению к статору (12) рабочее колесо (10) с несколькими расположенными со стороны ротора лопатками (11) рабочего колеса и диффузор (19), позиционированный в направлении потока ниже по потоку рабочего колеса (10), с несколькими расположенными со стороны статора направляющими лопатками (20), причем между рабочим колесом (10) и статором (12) образовано боковое пространство колеса (28), отличающаяся тем, что зазор (34), который образован между наружной кромкой (37), расположенной ниже по потоку задней стороны (27) рабочего колеса (10), и лежащей напротив внутренней кромкой (36) статора (12), если смотреть в направлении окружности, имеет изменяющийся размер зазора.

4. Ступень центробежного компрессора по п. 3, отличающаяся тем, что внутренняя кромка (36) статора (12), если смотреть в направлении окружности, имеет волнообразный контур.

5. Ступень центробежного компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что входные кромки (22) для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток (20) находятся на первом круговом контуре (29), а именно таким образом, что входные кромки (22) для потока всех расположенных со стороны статора направляющих лопаток (20) имеют по отношению к входным кромкам (22) для потока соответственно соседних направляющих лопаток (20) идентичное расстояние; выходные кромки (23) для потока расположенных со стороны статора направляющих лопаток (20) находятся на втором круговом контуре, а именно таким образом, что в по меньшей мере первом положении по окружности выходная кромка (23) для потока соответствующей расположенной со стороны статора направляющей лопатки (20) по отношению к выходной кромке (23) для потока, по меньшей мере, соседних направляющих лопаток (20) имеет другое расстояние, чем во вторых положениях по окружности.

6. Ступень центробежного компрессора по п. 4, отличающаяся тем, что во вторых положениях по окружности соответствующие расположенные со стороны статора направляющие лопатки (20) все имеют идентичный второй угол установки; и в первых положениях по окружности или каждых первых положениях по окружности соответствующие расположенные со стороны статора направляющие лопатки (20) имеют первый угол установки, который отличается от второго угла установки.

7. Ступень центробежного компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что первый угол установки отличается от второго угла установки на ±10°, предпочтительно на ±7°, особенно предпочтительно на ±5°.

8. Ступень центробежного компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна расположенная со стороны статора направляющая лопатка (20) имеет кривизну, отличающуюся от других расположенных со стороны статора направляющих лопаток (20).

9. Ступень центробежного компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что в по меньшей мере одном первом положении по окружности участок (33) канала диффузора для потока, образованный между соседними расположенными со стороны статора направляющими лопатками (20), имеет поперечное сечение потока, отличающаяся по отношению к участкам канала диффузора для потока, образованным во вторых положениях по окружности.

10. Ступень центробежного компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что по сравнению со вторыми положениями в первом положении или каждой первом положении по окружности по меньшей мере одна боковая стенка (31, 32), ограничивающая участок (33) канала диффузора для потока при уменьшении поперечного сечения потока, изогнута внутрь по направлению в участок (33) канала диффузора для потока и/или при увеличении поперечного сечения потока изогнута наружу по направлению в статор (12).