Вихревой компенсатор Советский патент 1992 года по МПК F04D17/06 

Изобретение относится к компрессоро- строению, в частности к вихревому компрессору.

Наиболее близким к предлагаемому является вихревой компрессор, содержащий корпус с боковой проточкой, входной и выходной патрубки, установленный в проточке отсекатель, размещенное в корпусе рабочее колесо с лопатками и боковым каналом, образующим с проточкой вихревую камеру, размещенные в вихревой камере кольцевые элементы, снабженные расположенными со стороны корпуса и рабочего колеса соответственно отсекателем и лопатками.

Однако прототип обладает низким КПД вследствие повышенных гидравлических потерь от перетеканий газа между камерами сжатия.

Целью изобретения является повышение КПД вихревого компрессора.

Указанная цель достигается тем, что в вихревом компрессоре кольцевые элементы расположены друг относительно друга с образованием конических кольцевых щелей постоянной ширины, при этом кольцевой элемент с отсекателем выполнен охлаждаемым, отсекатель, установленный в боковой проточке, смещен относительно отсекателя, примыкающего к кольцевому элементу, в сторону вращения колеса, корпус дополнительно содержит входной и выходной патрубки, сообщенные с полым тором, а. отношение площадей меридионального сечения бокового канала рабочего колеса и боковой проточки меньше отношения площадей меридионального сечения кольцевого элемента с лопатками и кольцевого элемента с отсекателем, при этом угол выхода лопаток, размещенных на рабочем ко- лесе, меньше угла выхода лопаток, размещенных на кольцевом элементе.

Кроме того, на установленном в проточке отеекателе со стороны лопаток рабочего колеса выполнен паз, сообщенный с дополнительным входным патрубком

На фиг. 1 показан вихревой компрессор, продольное сечение; на фиг.2 - меридиональные сечения А-А, Б-Б, В-В на фиг. 1; на фиг.З - корпус вихревого компрессора с входными и выходными патрубками; на фиг.4 - сечение Г-Г на фиг.З.

Вихревой компрессор содержит корпус 1 с боковой проточкой 2, входным и выходным патрубками 3 и 4, установленный в проточке отсекатель 5, размещённое в корпусе рабочее колесо б с лопатками 7 и боковым каналом 8, образующим с проточкой 2 вихревую камеру, В вихревой камере размещены кольцевые элементы 9 и 10, образующие полый тор, причем элемент 9 примыкает к

отсекателю 5. а элемент 10 - к лопаткам рабочего колеса 6. Кольцевые элементы 9 и 10 снабжены расположенными со стороны корпуса 1 и рабочего колеса 6 соответственно отсекателем 11. и лопатками 12. Относительно друг друга кольцевые элементы образуют конические кольцевые щели постоянной ширины 5i и dz Кольцевой элемент, примыкающий к отсекателям 5 и 11,

выполнен охлаждаемым. Корпус компрессора содержит дополнительные входной 13 и выходной 14 патрубки, сообщенные с полым тором. Отношение площадей меридионального сечения бокового канала рабочего колеса и боковой проточки Рк/Рп меньше отношения площадей меридионального сечения кольцевого элемента с лопатками и кольцевого элемента с отсекателем Fn/F0, a угол выхода лопаток , размещенных на рабочем колесе, меньше угла выхода лопаток, размещенных на кольцевом элементе.

На установленном в боковой проточке отсекателе 5 со стороны лопаток рабочего, колеса может быть выполнен паз 15. сообг

щен н ы и с до пол н ите л ь н ы м вхо дн ым п ат- рубком.

Компрессор работает следующим образом.

При работе; вихревого компрессора рабочий газ через входной патрубок 3 и дополнительный входной патрубок 13 поступает одновременно в вихревую камеру и в полость тора, где сжимается под действием лопаток7 рабочего колесаи лопаток 12 кольцевого элемента. Сжатый воздух через выходные патрубки 4 и 14 выходит из компрессора.

Геометрические соотношения площадей меридиональных сечении и углов установки лопаток выбираются из условия превышения напорности лопаток 12 надна- порностью лопаток 7 и обеспечения повышенного уровня давления в полости тора относительно давления в боковой проточке.

При этом перетекания газа через конические кольцевые щели независимо от режима работы компрессора направлены к вихревой камере и инициируют закрутку потока в последней, В случае последовательного ежатия газа в вихревой камере, а затем в полости тора положительное влияние перетечек на закрутку потока еще более возрастает.

Такое выполнение вихревого компрессора позволяет рационально организовать

вихревой рабочий процесс и тем самым достичь повышение КПД.

Формула изобретения 1. Вихревой компрессор по авт.св. № 1068618, отличающийся тем, что, с

целью повышения КПД, кольцевые элементы расположены друг относительно друга с образованием конических кольцевых щелей постоянной ширины, при этом в кольцевом элементе, примыкающем к отсекателю, выполнены каналы для подвода охлаждающей жидкости, отсекатель, установленный в боковой проточке, смещен относительно отсе- кателя, примыкающего к кольцевому элементу, в сторону вращения рабочего колеса, корпус снабжен дополнительными входными выходным патрубками, сообщён- Гными с полым тором, отношение площадей меридионального сечения бо- Укового канала рабочего колеса и меридионального сечения боковой

0

5

проточки меньше отношения площадей меридионального сечения полости, образованной кольцевым элементом, снабженным лопатками, и меридионального сечения полости, образованной кольцевым элементом, снабженным отсекателем, и угол выхода лопаток рабочего колеса меньше угла выхода лопаток, размещенных на кольцевом элементе.

2. Компрессор по п. 1, от л и ч а ющий- с я тем, что на установленном в проточке отсекателе со стороны лопаток рабочего колеса выполнен паз, сообщающий боковую проточку с дополнительным, входным патрубком.

Изобретение позволяет повысить КПД путем использования кинетической энергии ,движения газа, прошедшего через конические щели, образованные кольцевым элементом 9 с размещенным на нем отсекателем 11 и кольцевым элементом 10с размещенными на нем лопатками 12. Рабочее А-А колесо 6 установлено в корпусе 1 и снабжено лопатками 8. Кольцевой элемент 9, снабженный отсекателем 11, выполнен с каналами для охлаждающей жидкости, Отношение площадей меридионального сечения бокового канала рабочего колеса 6 и меридионального сечения боковой проточки меньше отношения площадей меридионального сечения полости, образованной кольцевым элементом 10, снабженным лопатками 12, и меридионального сечения полости, образованной кольцевым элементом 9, снабженным отсекателем 11. Угол выхода лопаток 8 колеса 6 меньше угла выхода лопаток 12 кольцевого элемента 10. В отсека- теле 5, расположенном в проточке, со стороны лопаток 7 колеса 6 выполнен паз, сообщающий проточку с дополнительным входным патрубком. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. в-е

фиг. 1

13