Ступень центробежного компрессора Советский патент 1980 года по МПК F04D17/08 F04D29/44 F04D29/68 

1

Изобретение относится к компрессоростроению.

Известна ступень центробежного ком прессора, содержашая рабочее колесо и установленный за ним безлопаточный радиальный диффузор, на входном участ ке которого выполнены кольцевые отверстия с отклоняющими козырьками для вдува газа у стенки 1 .

Недостаток этой конструкции - использование для вдува сжатого в этой ступени газа.

Известна также ступень центробеж ного компрессора, являющаяся наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению, содержащая установленные по ходу пото ка рабочее колесо и безлопаточный диф фузор с размещенными в его стенках концентрично рабочему колесу кольцевыми камерами, сообщенными щеЛями с проточной частью диффузора 2 .

Основной недостаток этой ступени затрата дополнительной энергии, необходимой для сжатия и циркуляции от. сасываемого газа.

Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения потерь при отрыве пограничного слоя и расширения зоны устойчивой работы.

Цель достигается тем, что щели расположены перпендикулярно стенкам диф. фузора, размещены на диаметре и имеют ширину, составляющие соответственно

5 1,1-1,2 и 0,005-0,010 от выходного диаметра колеса, а каждая камера имеет площадь поперечного сечения, определяемую Соотношением

inР./Ь-

О где Ь - ширина проточной части диффузора во входном сечении, при этом коль цевые камеры, размещенные в противоположных стенках, Могут быть сообщены между собой посредством каналов, равномерно расположенных по периферии камер и имеющих площадь поперечного сечения, составляющую 0,1-0,3 от площади -поперечного сечения кольцевой камеры.

20 rta фиг. 1 изображено меридиальное сечение ступени центробежного компрессора; на фиг. 2 вариант выполнения ступени.

Ступень центробежного компрессора

25 содержит установленные по ходу прто. ка рабочее колесо 1 и безлопаточный диффузор 2 с разм.гщенными в его стенках 3,4 концентрично рабочему колесу 1 кольцевыми камерами 5,6, сообщенными щелями 7,8 с проточной частью диффу. эора 2, причем щели 7,8 расположен, нйё перпендикулярно стенкам 3,4 диффузора 2, размещены на диаметре D,t, и имеют ширинуcfyv, составляющие соо ветственно 1,1-1,2 и 0,,OlO от выходного диаметра b|i колеса, а каждая камера 5,6 имеет площадь Р роперечнйго сечения, определяемую со ртнсяиением Ptcb где Ь - ширина проточной Частидиффу зора 2 во входном сечении, при этом кольцевые камеры 5,6,размещенныев противоположных стенках, могут быть сообщены меаду собой посрёЖствЬй кан лов 9,равномерно расположенных по пе ферий камер 5,6 .и имеющих площадь F поперечного сечения,составляющую 0,1 0,3 от площади Р Попёр ечного сечени кольцевой камеры.--,. , :; -г:-; %™5«л.«;А;;: Кольцевые камеры 5,6 будут своеобразным дёмфирующим звеном,сглажива ющим пульсации потока и уменьшающим нер авномерность поля статических дав лений в окружном направлении. Газ в камере (5,6) через узкую кольцевую щель (7,8) взаимодействует с потоком газа, при этом в зонах с повыитенным cтatичecким давлением производится о сОс пограничного слоя, а там, где давление ниже давления, установившего ся в камере (5,6) происходит вдув га за в диффузор 2. С учетом этого щель (7,8) должна быть перпендикулярна стенке (3,4) диффузора 2. . . Таким образом, за счет вдува-отсо са газа можно умены-чать (или вообще устранить) обратные.течения, причем этот эффект;обеспечивается за счет 3 дт ранёния другого недост атка --. шаго вой нёр§вноШ рйШ№НГЙтйчесЖхдав-лений. Это, в своюочередь, позволит увеличить КПД диффузора 2 и ступени на любых режимах работы,и особенно на расходах, отличных от ,нрмина 1ьно Го, Для которых неравнбмёрность пото ка более ьущёствённа1. При этЬм исклю чается ухудшение характеристик ступени на любых режимах работы, т.е., если на каком-то режиме значения ста тических давлений в окружном направ- . лении случайно совпадут или будут отличаться очень незначительно, то кольцевые камеры 5,6 работать не будут и диффузор 2 превратится в о дч-: иый безлопаточный. Установка кольцевых камер 5,6 дО;статочно большого объема позволяет также существенно сместить границу полшажа центробежной ступени в сторону расходов газа. Формула изобретения 1.Ступень центробежногб компрессора, содержащая установленные по ходу потока рабочее колесо и безлопаточный диффузор с размещенными в его стенках к:рнцентрично рабочему колесу кольцевыми камерами, сообщенными щелями с проточной частью диффузора, отличающаяся тем, что, с цеЛью повыяения КПД путем уменьшения потерь при отрыве пограничного слоя и расширения зоны устойчивой работы, щели pacпiэлoжeны перпендикулярно стенкам диффузора, размещены на диаметре и .имеют ширину,, составляницие соответственно 1,,3 и 0,005-0,010 от Bfciходного диаметра колеса, и каждая камера имеет площадь Поперечного сечения, определяемую соотношением . где Ъ - ширина проточной части диффузора во входном сечении. 2.Ступень по п. 1, о т л и ч а а я с я тем, что кольцевые каме ры, размещёнйые в противрпрложных,,; сменках, с66бЩёН1а жейШ соб6й посредством каналов/ равномерно расположенных по периферии камер и имеющих площадь поперечного сечения, составляющую 0,1-0,3 от площади поперечного сечения крльцевой камеры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 347460, кл. F 04 D 29/44,195.6., 2.Патент США № 2656096, кл. 417-323, опубл. 1946