Вихревой компрессор Советский патент 1993 года по МПК F04D17/06 

Изобретение относится к компрессоро- насосостроению и может быть использоано в конструкциях вихревых компрессоов и насосов различного назначения.

Известна вихревая машина, содержащая корпус с рабочим каналом и отсекателём и становленное в корпусе рабочее колесо.

Однако в такой вихревой машине имеют есто .значительные потери энергии, свяанные, с перетечкрй рабочей среды из обасти нагнетания в область всасывания, .... Известен вихревой компрессор, содеращий корпус: с рабочим каналом и выполненной в корпусе между впускным и выпускным окнами кольцевой камерой, yV анрвленные в корпусе рабочее колесо с опатками и отсекатель, расположённый в кольцевой камере и выполненный в.виде зубчатого колеса, выступы которого расположены между лопатками( при этом вал зубчатого колеса кинематически связан с валом - р абочего колеса через си н хро низ ирующий механизм, : . .,; . / ° . .

Недостатками такого вихревого компрессора являются объемные потери, связанные с перётечкрй компримйруемого газа через зазоры между колесом и корпусом компрессо рз, а также потери, связанные с переносом газа с участка нагнетания на участок всасывания, что является одним из основных факторов-, снижающих экономичность. На долю этих потерь приходится от 40 до 80%, в зависимости от режима работы. . /

Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения потерь рабочего тела. :.

На фиг. 1 изображен вихревой компрессор,, продольный разрез; на фиг.2 -сечение А-Анафиг.1. ... ; : . :

Вихревой компрессор содержит корпус 1 с рабочим каналом 2 и выполненной.в корпусе 1 между впускным 3 и выпускным 4 окнами кольцевой камерой 5, установленные в корпусе 1 рабочее колесо 6с лопатка- Ми 7 и отсекатель 8, расположенный в кольцевой камере 5 и выполненный в виде Зубчатого колеса, выступы 9 которого расположены между лопатками 7. При этом.вал 10 зубчатого колеса 8 кинематически связан с валом 11 рабочего колеса 6 через синхронизирующий механизм (не показан). Выступы 9 зубчатого колеса 8 имеют выпуклую форму, а лопатки 7 рабочего колеса 6- вогнутую форму, причем выступы 9 зубчатого колеса 8 и лопатки 7 рабочего колеса 6 образуют собой зацепление Новикова. Выступы 9 зубчатого колеса 8 могут быть расположены относительно лопаток 7 рабочего колеса 6с зазором.

Вихревой компрессор работает следующим образом.

При работе компрессора поток компри- мируемого газа в рабочем канале 2 имеет спиралеобразное движение. Подсос газа в межлопэточные каналы осуществляется

5 парциально, преимущественно в осевом направлении. Из межлопаточных каналов частицыгаза выбрасываются преимущественно в радиальном направлении в рабочий канал 2, где происходит пре- Q образование кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления. Потенциальная скорость частиц газа при этом уменьшается, они начинают отставать от рабочего колеса 6 и через определенный

5 .промежуток времени опять попадают на всасывание межлопаточных каналов рабочего колёса 6. Таким образом, частицы ком- примируемого газа движутся от впускного окна 3 к выпускному окну 4 по сложной

0 спиралеобразно-тороидальной траектории, и лопатки 7 рабочего колеса 6, в отличие от других машин динамического сжатия, не один, а несколько раз воздействуют на частицы газа, что обеспечивает значительно

5 больший напор вихревых компрессоров,

чемунапример, центробежных. В рабочем канале 2 между впускным 3 и выпускным 4 окнами установлен отсекатель 8, который предотвращает проникновение основного

0 потока компримйруемого газа во впускное окно 3 и обеспечивает его подачу в выпускное окно 4 вихревого компрессора. Предот- вращению пёретекания газа способствует .выполнение отсекателя 8 в виде зубчатого

5 колеса, выступы 9 которого вытесняют сжатый газ в выпускное окно 4 компрессора и не допускают его пёретекания во всасывающее окно 3, В процессе работы вращение зубчатого колеса 8 на валу 10 осуществляет0 ся за счет передачи энергии от рабочего

v колеса 6 при зацеплении лопатками 7 выступов 9 колеса 8. В этом случае максимально снижаются перетечки компримйруемого газа, но несколько снижается надежность ра5 боты компрессора, поскольку из-за высоких оборотов зубчатого колеса 8 повышаются требования к технологии изготовления и появляется возможность заклинивания рабочего колеса 6 и зубчатого колеса 8 из-за

0 перекоса валов 10 и 11 относительно друг друга при приложении к валу 10 больших усилий. Более надежной является конструкция, в которой вращение зубчатого колеса 8 осуществляется при помощи синхронизиру5 ющего механизма вала 11 рабочего колеса 6. В этом случае опасность заклинивания предотвращается за счет обеспечения гарантированного зазора между ограничивающими поверхностями выступов 9 колеса 8 .. и лопаток 7 колеса 6.

Формул а изо бретени я 1. Вихревой компрессор, содержащий корпус с рабочим каналом и выполненной в корпусе между впускныг и выпускным окнами кольцевой камерой, установленные в корпусе рабочее колесо с лопатками и отсе- катфь, расположенный в кольцевой камере и выполненный в виде зубчатого колеса, вы- ступ ы которого расположены между лопатками, при этом вал зубчатого колеса кинематически связан с валом рабочего ко- лесё через синхронизирующий механизм,

Отлич.ающи-йся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения перетечек рабочего тела, выступы зубчатого колеса имеют выпуклую форму, а лопатки рабочего когзсэ - вогнутую форму, причем выступы зубчатого колеса и лопатки рабочего колеса образуют между собой зацепление Новикова.

2. Компрессор по п. 1, о т л и ч а ю щ lift с я тем, что выступы зубчатого колеса расположены относительно лопаток рабочего колеса с зазором.

(Использование: в компрессоростроё- нии. Сущность изобретения: вихревой ком- пребсор содержит корпус 1 с рабочим кзндлом и выполненной в корпусе 1 между впускным 3 и выпускным 4 окнами кольцевой камерой 5, установленные в корпусе 1 рабочее колесо 6 с лопатками 7 и отсекатель 8. расположенный в кольцевой камере 5 и выполненный в виде зубчатого колеса, выступы 9 которого расположены между лопатками 7. При этом вал 1.0 зубчатого колеса 8 кинематически связан с валом рабочего колеса 6 через синхронизирующий механизм. Выступы 9 зубчатого колеса 8 имеют выпуклую форму, а лопатки 7 рабочего колеса 6..- вогнутую форму, причем выступы 9 зубчатого колеса 8 и лопатки 7 рабочего колеса 6 образуют собой зацепление Новикова. Выступы 9 зубчатого колеса 8 могут быть расположены относительно лопаток 7 рабочего колеса 6 с зазором. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. .4

Фиг. /