Входной направляющий лопаточный аппарат Российский патент 2019 года по МПК F04D29/42 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение, рассматриваемое в данном документе, в целом, относится к устройству для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой и, более конкретно, к турбоустановкам, например, к центробежным компрессорам.

[0002] Обычные турбоустановки, например, центробежные компрессоры, как правило, содержат всасывающую камеру, выполненную с возможностью направления рабочего газа (например, воздуха, природного газа, углеводородов, углекислого газа или подобного им) из впускного патрубка к одному или более рабочим колесам для содействия передачи энергии от рабочих колес к рабочему газу. Внутри всасывающей камеры расположено симметрично некоторое количество входных направляющих лопаток для направления потока рабочего газа через всасывающую камеру к рабочим колесам по нужному проточному каналу. В некоторых вариантах для корректирования вихреобразования на входе компрессора, вызываемого изменением массового расхода, каждая входная направляющая лопатка может быть повернута вокруг ее оси с обеспечением тем самым повышения эффективности. Однако авторы изобретения обнаружили, что такая конструкция входных направляющих лопаток обусловливает потери во всасывающей камере, отрицательно действующие на эксплуатационные характеристики компрессора и снижающие его эффективность.

[0003] Поэтому авторы изобретения предложили усовершенствованное устройство для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В данном документе предложены варианты выполнения устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой.

[0005] В некоторых вариантах выполнения всасывающая камера устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой может иметь сквозное отверстие, проходящее через всасывающую камеру, и входные направляющие лопатки, расположенные вблизи периферической кромки указанного сквозного отверстия и содержащие первую группу входных направляющих лопаток, имеющих изогнутый профиль, и вторую группу входных направляющих лопаток, проходящих радиально внутрь от входных направляющих лопаток первой группы, причем входные направляющие лопатки первой группы находятся в неподвижном положении относительно всасывающей камеры, а входные направляющие лопатки второй группы установлены с возможностью перемещения относительно указанной камеры.

[0006] В некоторых вариантах выполнения устройство для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой может содержать корпус, содержащий впускной патрубок для обеспечения возможности прохождения текучей среды в корпус, всасывающую камеру, ограничивающую проточный канал, проточно сообщающийся с впускным патрубком, при этом всасывающая камера имеет сквозное отверстие, проходящее через всасывающую камеру, и входные направляющие лопатки, расположенные вблизи периферической кромки сквозного отверстия, причем указанные входные направляющие лопатки содержат первую группу входных направляющих лопаток, имеющих симметричный профиль, имеющих изогнутый профиль, и вторую группу входных направляющих лопаток, проходящих радиально внутрь от входных направляющих лопаток первой группы, причем входные направляющие лопатки первой группы находятся в неподвижном положении относительно всасывающей камеры, а входные направляющие лопатки второй группы установлены с возможностью перемещения относительно указанной камеры.

[0007] Вышеизложенные и другие свойства вариантов выполнения данного изобретения будут понятны в дальнейшем при обращении к чертежам и подробному описанию.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Варианты выполнения данного изобретения, кратко изложенные выше и рассмотренные более подробно в дальнейшем, могут быть понятны при обращении к иллюстративным вариантам выполнения данного изобретения, изображенным на прилагаемых чертежах. Однако следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют лишь типичные варианты выполнения данного изобретения и поэтому их не следует рассматривать как варианты, ограничивающие объем правовой охраны, так как изобретение может допускать другие в равной степени эффективные варианты выполнения.

[0009] Фиг. 1 изображает частичный продольный разрез части иллюстративного устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой в соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения.

[0010] Фиг. 2 изображает часть устройства, показанного на фиг. 1, по линии 2-2, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения.

[0011] Фиг. 3 изображает часть устройства, показанного на фиг. 1, по линии 2-2, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения.

[0012] Фиг. 4 изображает вид сбоку иллюстративной входной направляющей лопатки в соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения.

[0013] Фиг. 5 изображает вид сверху иллюстративной входной направляющей лопатки, показанной на фиг. 4, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения.

[0014] Фиг. 6 изображает вид сбоку иллюстративной входной направляющей лопатки в соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения.

[0015] Фиг. 7 изображает вид сверху иллюстративной входной направляющей лопатки, показанной на фиг. 6, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения данного изобретения.

[0016] Для облегчения понимания были использованы, где это возможно, одинаковые номера позиции для обозначения одинаковых элементов, которые являются общими для чертежей. Данные чертежи выполнены не в масштабе и упрощены для ясности изображения. Предполагается, что элементы и свойства одного варианта выполнения могут быть успешно использованы в других вариантах выполнения без дополнительного раскрытия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] В данном документе приведены варианты выполнения устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой. Предлагаемое устройство преимущественно содержит всасывающую камеру, содержащую входные направляющие лопатки, снижающие или устраняющие потери во всасывающей камере, которые в противном случае возникали бы при обычном конструктивном выполнении входных направляющих лопаток, с повышением тем самым эффективности устройства. Авторы изобретения установили, что предлагаемое устройство может быть особенно предпочтительным в компрессорах, например, таких, как центробежные компрессоры, но не ограничиваясь этим.

[0018] Фиг. 1 изображает частичный продольный разрез части иллюстративного устройства 100 для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой в соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения. Устройство 100 может быть любой установкой, подходящей для содействия передаче энергии между вращающимся элементом и текучей средой, например, турбоустановкой, такой как центробежный компрессор или подобной ему.

[0019] Устройство 100 (компрессор), в целом, содержит корпус 128, ограничивающий внутреннюю полость 102, проточные каналы 104, впускной патрубок 108 и выпускной патрубок 110, причем патрубки 108 и 110 проточно соединены с каналами 104. По меньшей мере частично в полости 102 расположен вращающийся вал 114, содержащий присоединенные к нему рабочие колеса 106. В некоторых вариантах выполнения вокруг корпуса 128 может быть расположен кожух 112 (показан частично).

[0020] В некоторых вариантах выполнения вращающийся вал 114 может приводиться во вращение в полости 102 с помощью двигателя 120. Двигатель 120 может быть двигателем любого типа, подходящим для обеспечения вращения вала 114 с требуемой скоростью, например, электродвигатель, гидравлический двигатель, двигатель внутреннего сгорания или подобный им.

[0021] В некоторых вариантах выполнения рабочий газ (например, воздух, природный газ, углеводороды, углекислый газ, или подобный им) направляется к рабочим колесам 106 через всасывающую камеру 118. Камера 118, как правило, содержит впускное отверстие 126, проточно соединенное с впускным патрубком 108 корпуса 128, сквозное отверстие 124, проточно соединенное с впускным отверстием 126, и криволинейную внутреннюю поверхность 130, выполненную с возможностью направления рабочего газа из впускного отверстия 126 к сквозному отверстию 124. В некоторых вариантах выполнения камера 118 может быть по меньшей мере частично образована корпусом 128, например, как показано на фиг. 1. В некоторых вариантах выполнения внутри камеры 118 может быть расположено кольцо 116, имеющее сквозное отверстие 122, концентрическое со сквозным отверстием 124 камеры 118, для дополнительного содействия прохождению рабочего газа из впускного патрубка 108 к рабочим колесам 106 в нужный проточный канал.

[0022] При иллюстративной работе компрессора 100 вал 114 и рабочие колеса 106 могут приводиться во вращение во внутренней полости 102 с помощью двигателя 120. При этом рабочий газ втягивается во впускной патрубок 108 корпуса 128 посредством силы всасывания, создаваемой вращением рабочих колес 106, и направляется к рабочим колесам 106 с помощью камеры 118. При прохождении рабочего газа через рабочие колеса 106 и каналы 104 он подвергается сжатию, а затем выпускается из корпуса 128 через выпускной патрубок 110.

[0023] Авторами было установлено, что обычные компрессоры как правило содержат ряд симметричных входных направляющих лопаток, расположенных внутри всасывающей камеры (например, указанной всасывающей камеры 118) для направления потока рабочего газа через всасывающую камеру к рабочим колесам (например, к указанным колесам 106) в требуемый проточный канал. В некоторых вариантах для корректирования вихреобразования на входе компрессора, создаваемого изменением массового расхода, каждая из входных направляющих лопаток может быть повернута вокруг центральной оси лопатки с обеспечением тем самым возможно повышения эффективности. Однако авторами изобретения было установлено, что такие конструктивные решения входных направляющих лопаток обусловливают потери во всасывающей камере с отрицательным воздействием на эксплуатационные характеристики компрессора и снижением его эффективности.

[0024] По существу, в соответствии с фиг. 2, в некоторых вариантах выполнения камера 118 содержит входные направляющие лопатки 202, расположенные вблизи периферической кромки 204 сквозного отверстия 124. В некоторых вариантах выполнения указанные входные лопатки 202, в общем, содержит первую группу 208 входных направляющих лопаток, имеющих изогнутый профиль, и вторую группу 206 входных направляющих лопаток, проходящих радиально внутрь от первой группы 208 лопаток. В таких вариантах выполнения первая группа 208 лопаток находится в зафиксированном положении относительно камеры 118, а вторая группа 206 является подвижной относительно камеры 118. Авторами изобретения было установлено, что благодаря предложенному в данном документе конструктивному решению входных направляющих лопаток 202 могут быть уменьшены или устранены потери в камере 118, которые возникали бы в противном случае при обычном конструктивном решении входных направляющих лопаток (например, как изложено выше), с повышением тем самым эффективности компрессора.

[0025] Входные лопатки 202 могут быть расположены вокруг камеры 118 относительно друг друга и относительно периферической кромки 204 сквозного отверстия 124 любым способом, подходящим для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь во всасывающей камере. В некоторых вариантах выполнения размещение и ориентация лопаток 202 может зависеть от угла прохождения рабочего газа, поступающего в камеру 118 в различных местоположениях вокруг камеры 118. Например, в некоторых вариантах выполнения все лопатки 202 могут быть расположены по существу на равном расстоянии друг от друга вокруг камеры 118, как показано на фиг. 2.

[0026] Первая группа 208 и вторая группа 206 лопаток 202 могут быть расположены вокруг камеры 118 любым способом, подходящим для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь во всасывающей камере. Например, в некоторых вариантах выполнения одна или более лопаток из первой группы 208 и второй группы 206 могут быть расположены на первой стороне 228 камеры 118, а одна или более лопаток из первой группы 208 и второй группы 206 могут быть расположены на второй стороне 230 камеры 118, противоположной первой стороне 228, например, как показано на фиг. 2.

[0027] Каждая лопатка первой группы 208 может иметь размер и форму, подходящие для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь в камере 118. Например, в некоторых вариантах выполнения каждая лопатка первой группы 208 может иметь изогнутый профиль, например, как показано на фиг. 2 и 3, и изложено ниже в отношении фиг. 6 и 7. Входные направляющие лопатки из первой группы 208 могут иметь одинаковый размер и форму, или как вариант, в некоторых вариантах выполнения размер и форма входных направляющих лопаток из первой группы 208 могут быть различными.

[0028] Первая группа 208 лопаток может быть расположена в любом местоположении относительно периферической кромки 204 отверстия 124, подходящем для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь в камере 118. Например, в некоторых вариантах выполнения каждая из входных направляющих лопаток первой группы 208 может быть расположена так, что по меньшей мере часть входной направляющей лопатки расположена на кольце 116 и проходит в радиальном наружном направлении за периферическую кромку 204 сквозного отверстия 124, как показано на фиг. 2 и 3.

[0029] Каждая лопатка второй группы 206 может иметь размер и форму, подходящие для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь в камере 118. Например, в некоторых вариантах каждая лопатка второй группы 206 может иметь симметричный профиль, например как показано на фиг. 2 и 3, и изложено ниже в отношении фиг. 6 и 7. Входные лопатки второй группы 206 могут иметь одинаковый размер и форму, или как вариант, в некоторых вариантах выполнения они могут быть различными.

[0030] В некоторых вариантах выполнения каждая из второй группы 206 входных направляющих лопаток может расположена с возможностью поворота вокруг оси поворота (точки поворота) (оси 240 поворота соответствующей одной лопатки 242, показанной на чертеже). Несмотря на то, что показана только одна ось 240 поворота, тем не менее, следует понимать, что каждая лопатка второй группы 206 лопаток имеет ось поворота, как изложено в данном документе. Вторая группа 206 лопаток может поворачиваться с помощью любого средства, подходящего для обеспечения поворота направляющих лопаток с требуемой степенью точности, например, такого как общее приводное кольцо или подобного ему.

[0031] Ось 240 поворота может быть расположена в любом местоположении лопатки 242, подходящем для обеспечения требуемого поворота лопатки 242. Например, в некоторых вариантах выполнения ось 240 поворота может быть расположена на хордовой линии 244 лопатки 242 или вблизи нее. В некоторых вариантах выполнения ось 240 поворота каждой лопатки из второй группы 206 может быть расположена на одном и том же радиусе относительно камеры 118 для содействия перемещению второй группы 206 лопаток с помощью общего механизма.

[0032] Лопатки второй группы 206 могут поворачиваться на любой угол поворота, подходящий для компенсации изменений массового расхода с обеспечением тем самым содействия эффективной работе камеры 118 и, таким образом, повышению эффективности компрессора. Как определено в данном документе, угол поворота может определяться как угол между хордовой линией 244 лопатки 242 и осью 246 камеры 118, соединяющей центр 210 камеры 118 с осью 240 поворота лопатки 242. В некоторых вариантах выполнения угол поворота может составлять приблизительно от -30° до 70°. Применительно к данному документу положительный угол указывает на поворот лопатки 242 от первой стороны 248 оси 246, а отрицательный угол указывает на поворот лопатки 242 от второй стороны 250 оси 246. Например, на фиг. 2 показано, что хордовая линия 244 лопатки 242 и ось 246 камеры 118, соединяющая центр 210 камеры 118 с осью 240 поворота лопатки 242, совмещены, так что угол поворота приблизительно равен 0°. В другом примере на фиг. 3 показано, что входная направляющая лопатка 242 повернута от второй стороны 250 оси 246, и соответственно, угол 252 поворота составляет приблизительно 0° - -30°. В любом из вышеупомянутых вариантов выполнения все лопатки второй группы 206 могут быть одновременно повернуты на один и тот же угол 252 поворота, или как вариант могут иметь различные углы поворота.

[0033] В некоторых вариантах выполнения вторую группу 206 лопаток может перемещать, например, исполнительный механизм 220. Исполнительный механизм 220 при его наличии может быть любого типа, подходящего для содействия перемещению второй группы 206 лопаток, например, гидравлический, пневматический, электрический, механический или подобный им. В некоторых вариантах выполнения исполнительный механизм может использоваться в комбинации с общим средством, например, приводным кольцом, присоединенным к каждой лопатке второй группы 206 для содействия одновременному перемещению второй группы 206 лопаток с требуемой степенью точности. Как вариант, в некоторых вариантах выполнения каждая лопатка второй группы 206 лопаток может перемещаться отдельно.

[0034] В некоторых вариантах выполнения лопатки 202 могут дополнительно содержать третью группу 212 входных направляющих лопаток, например, как показано на фиг. 2. Лопатки третьей группы 212 могут быть расположены вокруг камеры 118 любым способом, подходящим для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь в камере 118. Например, в некоторых вариантах выполнения одна или более лопаток из третьей группы 212 (например, одна направляющая лопатка, как показано на чертеже) могут быть расположены вблизи верхней части 224 камеры 118 и одна или более лопаток (например, пять лопаток, как показано на чертеже) третьей группы 212 могут быть расположены вблизи нижней части 222 камеры 118.

[0035] Лопатки третьей группы 212 могут иметь любую форму, подходящую для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь в камере 118. Например, в некоторых вариантах каждая входная направляющая лопатка третьей группы 212 может иметь симметричный профиль, например как показано на фиг. 2 и 3 и описано ниже в отношении фиг. 4 и 5.

[0036] Лопатки третьей группы 212 могут быть расположены в любом местоположении относительно периферической кромки 204 отверстия 124, подходящем для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь в камере 118. Например, в некоторых вариантах выполнения лопатки третьей группы 212 могут быть расположены на кольце 116, как показано на фиг. 1.

[0037] В некоторых вариантах выполнения каждая лопатка из третьей группы 212 лопаток может быть расположена с возможностью поворота вокруг оси поворота (точки поворота) (оси 234 поворота соответствующей одной входной направляющей лопатки 232, показанной на чертеже). Несмотря на то, что показана только одна ось 234 поворота, тем не менее, следует понимать, что каждая лопатка третьей группы 212 лопаток имеет ось поворота, как изложено в данном документе. Лопатки третьей группы 212 могут поворачиваться с помощью любого средства, подходящего для обеспечения поворота направляющих лопаток с требуемой степенью точности, например, такого как общее приводное кольцо или подобного ему.

[0038] Ось 234 поворота может быть расположена в любом месте лопатки 232, подходящем для обеспечения требуемого поворота лопатки 232. Например, в некоторых вариантах выполнения ось 234 поворота может быть расположена на хордовой линии 236 лопатки 232 или вблизи нее, а дополнительно, на геометрическом центре лопатки 232 или вблизи него. В некоторых вариантах выполнения ось 234 поворота каждой входной направляющей лопатки из третьей группы 212 может быть расположена на одном и том же радиусе относительно камеры 118 для содействия перемещению лопаток третьей группы 212 с помощью общего средства.

[0039] Лопатки третьей группы 212 могут быть повернуты на любой угол поворота, подходящий для компенсации изменений массового расхода с обеспечением тем самым содействия эффективной работе камеры 118 и, таким образом, повышению эффективности компрессора. Как определено в данном документе, угол поворота может определяться как угол между хордовой линией 236 лопатки 232 и осью 238 камеры 118, соединяющей центр 210 камеры 118 с осью 234 поворота лопатки 232. В некоторых вариантах выполнения угол поворота может составлять приблизительно от -30° до 70°. Применительно к данному документу отрицательный угол указывает на поворот входной направляющей лопатки 232 от первой стороны 214 оси 238, а положительный угол указывает на поворот от второй стороны 216 оси 238. Например, на фиг. 2 показано, что хордовая линия 236 лопатки 232 и ось 238 камеры 118, соединяющая центр 210 камеры 118 с осью 234 поворота лопатки 232, совмещены, так что угол поворота приблизительно равен 0°. В другом примере на фиг. 3 показано, что лопатка 232 повернута от первой стороны 214 оси 238, соответственно, и угол 302 поворота составляет приблизительно 0° - -30°. В любом из вышеупомянутых вариантов выполнения все лопатки третьей группы 212 могут быть одновременно повернуты на один и тот же угол 302 поворота, или как вариант могут иметь различные углы поворота.

[0040] В соответствии с фиг. 4 каждая лопатка третьей группы 212 может иметь любые размеры, подходящие для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь во всасывающей камере, одновременно сохраняя симметричный профиль. В некоторых вариантах выполнения размеры могут определяться размером и формой этой камеры. Например, в некоторых вариантах выполнения каждая лопатка третьей группы 212 может иметь длину 408 и ширину (поперечный размер) 502 (показанный на фиг. 5), подходящие для обеспечения возможности поворота лопаток без прохождения за наружную кромку кольца всасывающей камеры (например, кольца 116). В некоторых вариантах выполнения лопатки третьей группы 212 могут иметь максимальную толщину 406, составляющую около 19%-25% от длины 408, причем максимальная толщина находится на расстоянии 404 от входной кромки 410, составляющем около 30% от длины 408. В некоторых вариантах выполнения все лопатки третьей группы 212 могут иметь одинаковые размеры (например, ширину 502, длину 408, максимальную толщину 406 или подобные им).

[0041] В соответствии с фиг. 6, как изложено выше, каждая лопатка второй группы 208 может быть выполнена с возможностью поворота вокруг оси 240 поворота (перемещение лопатки 242 указано номером 612 позиции). В некоторых вариантах выполнения каждая лопатка первой группы 206 может быть отнесена от соответствующей лопатки второй группы 208 с образованием тем самым зазора 602 между соответствующей лопаткой первой группы 206 и соответствующей лопаткой второй группы 208. Зазор 602 может иметь любой размер и форму, подходящие для минимизации производства энтропии и для обеспечения возможности подавления эффекта струйного течения на стороне пониженного давления поворотной входной направляющей лопатки (например, лопатки 242) или задержки расслоения при установках больших углов. В некоторых вариантах выполнения размер и форма зазора 602 могут определяться размером и формой входной кромки 254 лопатки второй группы 208 и выходной кромки 614 лопатки первой группы 206 лопаток.

[0042] Каждая лопатка первой группы 206 и второй группы 208 может иметь любые размеры, подходящие для максимизации потока рабочего газа и снижения потерь во всасывающей камере. В некоторых вариантах выполнения данные размеры могут определяться размером и формой всасывающей камеры. Например, в некоторых вариантах выполнения каждая лопатка второй группы 208 может иметь длину 610 и ширину (поперечный размер) 702 (показанный на фиг. 7), подходящие для обеспечения возможности перемещения входных направляющих лопаток вокруг оси 240 поворота без прохождения за наружную кромку кольца всасывающей камеры (например, кольца 116). В другом примере в некоторых вариантах выполнения каждая лопатка второй группы 208 может иметь длину 610, равную приблизительно половине ширины кольца 116 камеры 118 (как описано выше). В некоторых вариантах выполнения каждая входная направляющая лопатка второй группы 208 может иметь симметричный профиль (например, как показано на фиг. 6), или как вариант, может иметь изогнутый профиль.

[0043] Каждая лопатка первой группы 206 может иметь изогнутый профиль, подходящий для максимизации потока рабочего газа, и может изменяться в соответствии с местоположением каждой лопатки первой группы 206. Например, в некоторых вариантах выполнения угол 604 входной кромки (угол между тангенциальной составляющей 606 средней линии контура и хордовой линией 608 входной направляющей лопатки) может определяться набегающим потоком и может быть варьируемым в каждом местоположении вокруг камеры 118. В таких вариантах выполнения угол 604 входной кромки может составлять от приблизительно 30° до приблизительно 80°.

[0044] В соответствии с фиг. 7, в некоторых вариантах выполнения каждая входная направляющая лопатка первой группы может иметь любую длину 714, подходящую для того, чтобы ее входная кромка 716 могла проходить за кромку кольца всасывающей камеры (например, как показано на фиг. 2 и 3), при одновременном поддержании требуемого зазора 602 между входными направляющими лопатками. Дополнительно, в некоторых вариантах выполнения каждая входная направляющая лопатка первой группы 206 может иметь ширину 704 (поперечный размер), подходящую для того, чтобы каждая входная направляющая лопатка соответствовала поверхности всасывающей камеры (например, с поверхностью 130 камеры 118) и проходила при этом в направлении вверх по потоку во всасывающей камере. В некоторых вариантах выполнения одна или более входных направляющих лопаток первой группы 206 могут иметь один или более расширяющихся участков (показаны два расширяющихся в виде раструба участка 710 и 712) для увеличения ширины 704 (поперечного размера) входной направляющей лопатки для совмещения с одной или более боковыми стенками в различных местах камеры 118 (увеличенная ширина показана штриховыми линиями с номерами 706 и 708).

[0045] Таким образом, в данном документе предложены варианты выполнения устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой. По меньшей мере в одном варианте выполнения предлагаемое устройство преимущественно снижает или устраняет потери во всасывающей камере устройства, которые в противном случае возникали при обычном конструктивном решении входных направляющих лопаток, с повышением тем самым эффективности устройства.

[0046] Приведенные в данном документе диапазоны значений являются включительными и сочетаемыми (например, диапазоны «приблизительно от 30° до приблизительно 80°» включают граничные точки и все промежуточные значения диапазонов от «приблизительно 30° до приблизительно 80°» и т.д.). Термин «сочетание» включает смеси, композиции, сплавы, продукты реакции и подобные им. Кроме того, применительно к данному документу термины «первый», «второй» и подобные им не указывают на какой-либо порядок, количество или важность, а используются для отличия одного элемента от другого, при этом упоминание элементов в единственном числе в данном документе не указывают на ограничение количества, а указывают на наличие по меньшей мере одного элемента, на который делается ссылка. Слово «приблизительно», используемое в сочетании с количественным показателем, определяет заданную величину включительно и имеет значение, обусловленное контекстом (например, учитывает степень погрешности, связанную с измерением конкретного количественного показателя). Упоминание элементов в единственном и множественном числе с применением скобок в данном документе указывает как на единственное, так и на множественное число определяемого термина, и, соответственно, включает не менее одного термина (например, термин цвет (цвета) включает один или более цветов). Ссылка на протяжении описания на «один вариант выполнения», «некоторые варианты выполнения», «другой вариант выполнения», «вариант выполнения» и т.д. означает, что конкретный элемент (например, деталь, конструкция и/или характеристика) рассмотренный в отношении варианта выполнения, включен по меньшей мере в один вариант выполнения, рассмотренный в данном документе, и может иметься или не иметься в других вариантах выполнения. Дополнительно, следует понимать, что рассмотренные элементы могут быть объединены любым подходящим способом в различных вариантах выполнения.

[0047] Несмотря на то, что данное изобретение описано со ссылкой на иллюстративные варианты выполнения, тем не менее, следует понимать, что специалистами могут быть внесены различные изменения, а также заменены элементы изобретения на равноценные элементы без отклонения от объема правовой охраны изобретения. Кроме того, возможно внесение различных модификаций, приспосабливающих конкретную ситуацию или материал к идеям и принципам данного изобретения без отклонения от сущности объема его правовой охраны. Таким образом, подразумевается, что изобретение не ограничивается конкретным вариантом выполнения, приведенным в качестве его предпочтительного варианта выполнения, а охватывает все варианты выполнения, подпадающие под объем правовой охраны, определенный в прилагаемой формуле изобретения.

Предложены варианты выполнения устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой. В некоторых вариантах выполнения всасывающая камера устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой может содержать сквозное отверстие, проходящее через всасывающую камеру, и входные направляющие лопатки, расположенные вблизи периферической кромки сквозного отверстия и содержащие первую группу входных направляющих лопаток, имеющих изогнутый профиль, и вторую группу входных направляющих лопаток, проходящих радиально внутрь от входных направляющих лопаток первой группы, причем входные направляющие лопатки первой группы находятся в неподвижном положении относительно всасывающей камеры, а входные направляющие лопатки второй группы выполнены с возможностью перемещения относительно всасывающей камеры. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Всасывающая камера устройства для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой, содержащая

сквозное отверстие, проходящее через всасывающую камеру, и

входные направляющие лопатки, расположенные в радиальном направлении вблизи периферической кромки указанного сквозного отверстия и содержащие:

первую группу входных направляющих лопаток, при этом каждая входная направляющая лопатка из первой группы находится в зафиксированном положении относительно камеры, выполнена с изогнутым профилем, своим размером и формой и имеет длину, ограниченную между входной кромкой и выходной кромкой, которая больше, чем максимальная ширина, ограниченная между верхней поверхностью и нижней поверхностью,

вторую группу входных направляющих лопаток, расположенных радиально внутри от входных направляющих лопаток первой группы, причем каждая входная направляющая лопатка второй группы выполнена с возможностью перемещения относительно всасывающей камеры и имеет длину, ограниченную между входной кромкой и выходной кромкой,

третью группу входных направляющих лопаток, при этом каждая входная направляющая лопатка из третьей группы имеет симметричный профиль и расположена вблизи верхней или нижней части сквозного отверстия, и

кольцо, расположенное по меньшей мере частично внутри указанного сквозного отверстия, при этом указанные входные направляющие лопатки присоединены к кольцу, причем входные направляющие лопатки первой группы проходят в радиальном наружном направлении за наружную кромку кольца,

при этом каждая входная направляющая лопатка первой группы отнесена от соответствующей входной направляющей лопатки второй группы с образованием зазора между каждой выходной кромкой входной направляющей лопатки первой группы и входной кромкой соответствующей входной направляющей лопатки второй группы, и при этом упомянутый зазор выполнен в средней области вдоль общей суммарной длины каждой из входной направляющей лопатки первой группы и соответствующей входной направляющей лопатки второй группы.

2. Всасывающая камера по п.1, в которой размер и форма зазора определены формой и размером каждой из входной кромки соответствующей входной направляющей лопатки второй группы и выходной кромки соответствующей входной направляющей лопатки первой группы.

3. Всасывающая камера по п.1, в которой входные направляющие лопатки третьей группы выполнены с возможностью поворота вокруг оси поворота.

4. Всасывающая камера по п.1, в которой входные направляющие лопатки второй группы имеют симметричный профиль.

5. Всасывающая камера по п.1, в которой по меньшей мере одна входная направляющая лопатка первой группы по длине отличается от другой входной направляющей лопатки первой группы.

6. Всасывающая камера по п.1, в которой входные направляющие лопатки второй группы присоединены к входным направляющим лопаткам первой группы с возможностью перемещения.

7. Всасывающая камера по п.1, в которой указанные входные направляющие лопатки расположены симметрично вокруг периферической кромки сквозного отверстия.

8. Всасывающая камера по п.1, в которой указанное устройство является центробежным компрессором.

9. Устройство для передачи энергии между вращающимся элементом и текучей средой, содержащее

корпус, имеющий впускной патрубок для обеспечения возможности протекания текучей среды в корпус,

всасывающую камеру, ограничивающую проточный канал, проточно соединенный с впускным патрубком, при этом всасывающая камера имеет сквозное отверстие, проходящее через всасывающую камеру, и

входные направляющие лопатки, расположенные в радиальном направлении вблизи периферической кромки сквозного отверстия и содержащие:

первую группу входных направляющих лопаток, при этом каждая входная направляющая лопатка из первой группы находится в зафиксированном положении относительно камеры, выполнена с изогнутым профилем, своим размером и формой и имеет длину, ограниченную между входной кромкой и выходной кромкой, которая больше, чем максимальная ширина, ограниченная между верхней поверхностью и нижней поверхностью,

вторую группу входных направляющих лопаток, проходящих радиально внутрь от входных направляющих лопаток первой группы, причем каждая входная направляющая лопатка второй группы выполнена с возможностью перемещения относительно всасывающей камеры и имеет длину, ограниченную между входной кромкой и выходной кромкой,

третью группу входных направляющих лопаток, при этом каждая входная направляющая лопатка из третьей группы имеет симметричный профиль и расположена вблизи верхней или нижней части сквозного отверстия, и

кольцо, расположенное по меньшей мере частично внутри указанного сквозного отверстия, при этом указанные входные направляющие лопатки присоединены к кольцу, причем входные направляющие лопатки первой группы проходят в радиальном наружном направлении за наружную кромку кольца,

при этом каждая входная направляющая лопатка первой группы отнесена от соответствующей входной направляющей лопатки второй группы с образованием зазора между каждой выходной кромкой входной направляющей лопатки первой группы и входной кромкой соответствующей входной направляющей лопатки второй группы, и при этом упомянутый зазор выполнен в средней области вдоль общей суммарной длины каждой из входной направляющей лопатки первой группы и соответствующей входной направляющей лопатки второй группы.

10. Устройство по п.9, в котором размер и форма зазора определены формой и размером каждой из входной кромки соответствующей входной направляющей лопатки второй группы и выходной кромки соответствующей входной направляющей лопатки первой группы.

11. Устройство по п.9, в котором входные направляющие лопатки третьей группы выполнены с возможностью поворота вокруг оси поворота.

12. Устройство по п.9, в котором входные направляющие лопатки второй группы имеют симметричный профиль.

13. Устройство по п.9, в котором по меньшей мере одна входная направляющая лопатка первой группы по длине отличается от другой входной направляющей лопатки первой группы.

14. Устройство по п.9, в котором входные направляющие лопатки второй группы присоединены к входным направляющим лопаткам первой группы с возможностью перемещения.

15. Устройство по п.9, в котором указанные входные направляющие лопатки расположены симметрично вокруг периферической кромки сквозного отверстия.

16. Устройство по п.9, которое является центробежным компрессором.