Выходное устройство центробежного компрессора Советский патент 1983 года по МПК F04D29/44 

Изобретение относится к компресеоростроению и может быть использовано в выходных устройствах центробежных компрессоров.

Известно выходное устройство центробежного компрессора, содержащее улитку с боковым расположением относительно рабочего колеса, поперечные сечения которой имеют фурму окружностей I.

Недостатком такого устройства является неравномерность давления по окружности улитки из-за значительных гидравлических потерь в начальном участке улитки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство, содержащее последовательно расположенные по ходу потока плоский диффузор с передней и задней стенками, улитку с начальным участком, поперечные сечения которой имеют форму окружностей, цилиндрический и днффузорный каналы 2.

Недостатками известного диффузора являются большие гидравлические потери и узкий диапазон устойчивой работы вследствие возникновения парноговихря в улитке и иеравномерного распределения давления в окружном направлении и,в частности, йа начальг ом участие.

Цель изобретения - повышение КПД и расширение диапазона устойчивой работы компрессора.

Указанная цель достигается тем, что в выходном устройстве цеитробежного компрессора, содержащем последовательно расположенные по ходу потока плоский диффузор с передней и задней стенками: улитку с начальным участком, поперечные сечения которой имекуг форму окружностей, цилиндрический и диффузорный каналы, улнтка расположена по одну сторону от передней стеики диффузора, начальный участок выполнен торообразиым и снабжен центральным обтекателем, поперечное сечение которого имеет переменный диаметр, уменьшающийся до нуля на выходе начального участка и постоянный - на входе, определяемый из формулы

d, D-2h,

где О - диаметр начальногоучястка; h - ширина диффузора.

Кроме того, обтекатель иа входе иачальиого участка может быть снабжен винтообразной направляющей лопаткой, контактирующей с поверхностью улитки.

На фиг. I показано выходное устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид на начальную часть обтекателя, по границе с выходным участком улитки.

Выходное устройство центробежного кои(, прессрра содержит последовательно расположенные по ходу потока плоский диффузор I с передней 2 и задней 3 стенками, улит5 ку 4 с начальным участком 5, поперечные: сечения которой имеют форму окружностей 6 цилиндрический 7 и диффузорный каналы. Улитка 4 расположена по одну сторону от передней стенки 2 диффузора I, начальный участок 5 выполнен торообразным и снабжен центральным обтекателем 9, поперечное сечение которого имеет переменный диаметр d, уменьшающийся до иуля на выходе начального участка 5, и постоянный диаметр d« иа входе, определяемый из 5 формулы

d, D-2h, где D - диаметр начального участка 5,

h-ширина диффузора 1. Кроме того, обтекатель 9 на входе начального участка 5 может быть снабжен 0 винтообразной направляющей лопаткой 10, контактирующей с поверхностью улитчги 4. Поперечные сечения улитки % плавно сопряжены с задней стенкой. Диффузор может быть как безлопаточным, так и лопаточ5 ным - с лопатками II. Длина участка I обтекателя 9 с постоянным диаметром d ограничивается тем сечением, где первая струйка тока делает полный оборот вокруг обтекателя 9. Условие d D-2h означает, что между поверхностью улитки 4и 0 обтекателем 9 поток движется вокруг обтекателя 9, не испытывая деформаций.

Выходное устройство работает следующим образом.

Воздух попадает в диффузор 1, где происходит его частичное торможение. Далее, 5 поток поступает в улитку 4. Совершив один оборот в улитке 4, каждая струйка тока} рстречается с соответствующей струйкой, выходящей из диффузора 1. Струйки смещиваются под малым углом, что снижает потери в Q улитке 4 на смешение. Поток, попадающий в улитку 4 в районе иачального участка 5 движется вокруг обтекателя 9, образуя на выходе из начального участка 5 стержне; вой вихрь. Стержневой вихрь устойчив и улитке 4, что способствует снижению гид 5 равлических потерь. Совершая вращательно-поступательиое движение, поток поступает в цилиндрический канал 7 и далее - в диффузорный каиал 8. Цилиндрический канал 7 в условиях стержневого вихревого движения улучшает работу установленного за ним диффузорного канала 8.

Таким образом, геометрия выходного устройства обеспечивает устойчивое течеиие воздуха в улитке с малыми гидравлическими по .терями, что повышает КПД и расширяет; 71иапазон устойчивой работы Яомпресора.

1. ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА, содержащее последовательно расположенные по ходу потока плоский диффузор с передней и задней стенками, улитку с Начальным участком, поперечные сечения которой имеют форму окружностей, цилиндрический и диффузорный каналы, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и расширения диапазона устойчивой работы компрессора, улитка расположена по одн сторону от передней стенки диффузора, начальный участок выполнен торообразнькм и снабжен центральным обтекателем, поперечное сечение которого имеет переменный диаметр d. уменьшаюшийся до нуля на выходе начального участка, и постоянный - на входе, определяемый из формулы do Dгде D - диаметр начального участка: h - ширина диффузора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обтекатель на входе начального участка снабжен винтообразной направ.яюшей лопаткой, контактирующей с поверхностью улитки.