Выходное устройство центробежной турбомашины Советский патент 1992 года по МПК F04D29/44 

фие 2

Предлагаемое изобретение относи ся к области турбомашинострое,ния, в частности, к выходным устройствам центробежных турбомашин,

Изобретение наиболее эффективно мо- жет быть использовано в центробежных компрессорах.

Известно выходное устройство центробежного компрессора, содержащее диффузор, сообщенную с ним кольцевую сборную камеру с прямолинейным разделительным ребром (направляющей пластиной), и тангенциально расположенный патрубок, предназначенные для сбора выходящего по окружности из диффузора газа и направле- ния его в нагнетательный трубопровод. Однако указанная конструкция выходного устройства имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что возле тыльной поверхности разделительного ребра при втекании газа в кольцевую сборную камеру образуется застойная зона с интенсив- ными вихреобразованиями вследствие того, что разделительное ребро образует с кольцевой сборной камерой угловую повер- хность по ходу движения потока (уступ) в месте их соединения (см. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Госэнергоиздат, 1975 г., ).

Из известных выходных устройств цен- тробежных турбомашин наиболее близкей по технической сущности является конструкция выходного устройства центробежной турбомашины, содержащая диффузор, сообщенную с ним кольцевую сборную ка- меру с разделительным ребром, входной патрубок, причем разделительное ребро в своих нормальных сечениях выполнено криволинейным,

При такой конструкции криволинейного разделительного ребра возле его тыльной поверхности будут возникать застойные зоны с интенсивными выхреобразованиями в них, вследствие того, что втекание потока в кольцевую сборную камеру происходит с определенным углом натекания (см. Селезнев К.П. Теория и расчет турбокомпрессоров. Л.: Машиностроение, 1986, с. 323) относительно торца ребра (по ширине) и угол (уступ), образованный боковой стенкой кольцевой камеры и тыльной поверхностью криволинейного разделительного ребра,не может быть заполненным активно входящим потоком, что и будет заметно повышать гидравлические потери выходного устрой- ства, а соответственно и снижать коэффициент полезного действия

Целью изобретения является уменьшение гидравлических потерь выходного устройства центробежной турбомашины.

Указанная цель достигается тем, что в известных выходных устройствах центробежных турбомашин, содержащих диффузор, сообщенную с ним кольцевую сборную камеру с разделительным ребром, имеющим выходную кромку и выходной патрубок с входной кромкой, причем разделительное ребро в своих нормальных сечениях выполнено криволинейным с кривизной, уменьшающейся в направлении выхода, а выходная кромка ребра совмещена с входной кромкой патрубка, согласно изобретению, тыльная сторона разделительного в поперечном сечении выполнена сопряжением плоского со стороны камеры и сферического участков.

Такая конструкция выходного устройства позволяет устранить уступ (угол) на пути входящего потока в сборную камеру возле тыльной поверхности разделительного ребра, обуславливаемого ранее геометрическими формами внутренней поверхности кольцевой сборной камеры и разделительных ребер.

Устранение уступа обеспечивает возможность плавного перевода потока из диффузора в сборную камеру возле тыльной поверхности разделительного ребра без образования застойной зоны с интенсивными аихреобразованиями и внезапного поворота потока на 90° с соответствующим ударным натеканием на стенку кольцевой сборной камеры. Эти факторы в свою очередь значительно уменьшают гидравлические потери в целом выходного устройства центробежной турбомашины с повышением его КПД и напора.

Указанные выше признаки отличают заявляемое техническое решение от прототипа и близких по назначению конструкций и представляют собой существенное отличие от известных технических решений и обеспечивают получение положительного эффекта.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Выходное устройство установлено в корпусе 1 и содержит кольцевую сборную камеру 2 с разделительным ребром 3, тыльная сторона 4 которого выполнена сопряжением плоского 5 со стороны камеры 2 и сферического 6 участков. Установленная в корпусе 1 диафрагма 7 образует с боковой стенкой 8 кольцевой сборной камеры 2 диффузор 9. Корпус 1 имеет радиальный цилиндрический патрубок 10, на входе в который противоположно разделительному ребру 3

в стенке корпуса 1 выполнена под углом цилиндрическая расточка 11.

Устройство работает следующим образом.

Выходящий из диффузора 9 поток делится на две части. Небольшая часть, выходящая против патрубка 10, попадает непосредственно в него. Основная же часть, изменяя направление и минуя боковую стенку 8 равномерно по всей окружности плавно, безударно и без образования застойных зон возле тыльной стороны 4, выполненной сопряжением плоского 5 со стороны камеры 2 и сферического 6 участков, с минимальными гидравлическими потерями, втекает в кольцевую сборную камеру 2 и,изменяя направление движения по кольцу, направляется разделительным ребром 3 мимо цилиндрической расточки 11 по патрубку 10. Безударное втекание потока в кольцевую сборную камеру 2. возле тыльной стороны 4 разделительного ребра 3 с плавным изменением направления движения без образования застойных зон с интенсивными вихреобразованиями достигается за счет выполнения тыльной стороны 4 разделительного ребра 3 в поперечных сечениях плавным сопряжением

плоского 5 со стороны камеры 2 и сферического 6 участков.

Применение предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом, позволяет уменьшить гидравлические потери выходного устройства и, тем самым, повысить КПД и полезный напор центробежной тур- бомашины в целом.

ф о р мул а и з о б р ете н и я

Выходное устройство центробежной турбомашины, содержащее диффузор, сообщенную с ним кольцевую сборную камеру

с разделительным ребром, имеющим выводную кромку и выходной патрубок с входной кромкой, причем разделительное ребро в своих нормальных сечениях выполнено криволинейным с кривизной, уменьшающейся в направлении выхода, а выходная кромка ребра совмещена с входной кромкой патрубка, отличающееся тем, что, с целью уменьшения гидравлических потерь, тыльная сторона разделительного ребра в

поперечном сечении выполнена сопряжением плоского со стороны камеры и сферического участков.

f

Фаг 4

б-Б noBQpwymo

лобермугло

Использование, область турбомашино- строения. Сущность изобретения: выходное А - А fO 11 6L 1 устройство установлено в корпусе 1 и содержит кольцевую сборную камеру 2 с раздели- тельным ребром, тыльная сторона 4 которого выполнена сопряжением плоского со стороны камеры 2 и сферического участков. Установленная в корпусе 1 диафрагма образует с боковой стенкой кольцевой сборной камеры 22 диффузор. Корпус 1 имеет радиальный цилиндрический патрубок 10, на входе в который противоположно разделительному ре,бру 3 в стенке корпуса 1 выполнена под углом цилиндрическая расточка.5 ил. (А С XI VI Ь О О ю

Г-Г повернуто