CS200091B1

CS200091B1 - Suction chamber of radial turbocompressor stator

Info

Publication number: CS200091B1
Application number: CS713078A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Spejra; Vlastimil Svoboda; Josef Bezdicek
Original assignee: Zdenek Spejra; Vlastimil Svoboda; Josef Bezdicek
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1978-11-01
Publication date: 1980-08-29

Description

Vynález ae týká sací komory statoru radiálního turbokompresoru se statorem děleným přírubovým spojem v horizontální rovině.The invention relates to a stator suction chamber of a radial turbocharger with a stator divided by a flange connection in a horizontal plane.

Sací komora slouží k převedení nasávané vzdušiny, která má být v kompresoru stlačována, ze sacího potrubí do vlastní činné části kompresoru, do prostoru lopatek prvního oběžného kola. U stacionárních strojů je sací potrubí obvykle umístěno pod kompresorem a přívod vzdušiny do sací komory je prakticky kolmá na osu rotace. Sací komora musí tedy převést proud vzdušiny přivedené sacím potrubím na sací hrdlo kompresoru do směru osy rotace a rozvést a usměrnit nasávanou vzdušinu tak, aby proud v místě mezikruhového vstupu do lopatkování měl vyrovnaný průběh rychlostí a tlaků a aby energetické ztráty v sací komoře byly při tom co nejmenší.The suction chamber is used to transfer the suction air to be compressed in the compressor from the suction line to the actual working part of the compressor, into the blades of the first impeller. In stationary machines, the suction line is usually located under the compressor and the air supply to the suction chamber is practically perpendicular to the axis of rotation. Thus, the suction chamber must transfer the flow of air supplied by the suction pipe to the compressor inlet in the direction of the axis of rotation and distribute and direct the sucked air so that the flow at the point of the circular inlet into the blading has a balanced velocity and pressure. as small as possible.

Z obou uvedených důvodů - snížení ztrát a dosažení vyrovnaného rychlostního a tlakového profilu na vstupu do oběžného kola - je vhodné provést sací komoru tak, aby průtočná průřezy ve směru proudění se postupně zmenšovaly, a tak aby prouděni probíhalo a trvalým přírůstkem rychlosti. Déle je vhodné například pomocí vodocích žeber rozdělit sací komoru na větší počet samostatných prostorových kanálů·For both reasons - reducing losses and achieving a balanced velocity and pressure profile at the inlet to the impeller - it is advisable to design the suction chamber so that the flow cross-sections in the flow direction gradually decrease and so that the flow proceeds with a constant increase in speed. For example, it is recommended to divide the suction chamber into a number of separate spatial ducts, for example by means of guide ribs.

Sací komora, která je součástí statoru turbokompresoru, bývá obvykle v celém rozsahu vytvořena jako nedílná součást skříně statoru, dostupného zmenšování průtočného průřezu od sacího hrdla ke vatupu do oběžného kola se dosáhne prostorovým tvarováním vnějšíchThe suction chamber, which is a part of the stator of the turbocharger, is usually made in its entirety as an integral part of the stator housing.

200 091 zoo 081 i vnitřních stěn vlastní skříně turbokompresoru a také vodicí žebra bývají obvykle odlita v celku se skříní stroje. Společnou nevýhodou známých řeření sacích komor je, že žádoucího zmenšování průtočného průřezu od eaoího hrdla ke vstupu do oběžného kola lze dosáhnout převážně pouze tvarováním vnějších a vnitřních stěn skříně statoru, ^otřebné změny průtočných průřezů v sací komoře lze pak dosáhnout pouze pracnou výrobou nových, nebo upravených statorových skříní. Dalěí nevýhodou je, že určité provedení sací komory a tím i statorové skříně lze použít pouze pro určité výkonové parametry. Eventuálně potřebná změna výkonových parametrů vyžaduje konstrukčně i výrobně nákladný zásah do stávajícího provedení statoru.200 091 zoo 081 and the inner walls of the turbocharger housing itself and also the guide ribs are usually cast as a whole with the machine housing. A common disadvantage of the known intake chamber designs is that the desired reduction in flow cross section from the throat to the impeller inlet can only be achieved mainly by shaping the outer and inner walls of the stator housing; modified stator boxes. Another disadvantage is that a particular design of the suction chamber and hence the stator housing can only be used for certain performance parameters. A possible change in the performance parameters requires a structurally and costly modification of the existing stator design.

Uvedené nevýhody odstraňuje provedení sací komory statoru radiálního kompresoru podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že vnějěí stěna sací komory je tvořena vnitřní stěnou statorové skříně mezi sacím hrdlem a vetupem do prvního oběžného kola a vnitřní stěnu sací komory tvoří rozebíratelně uložená spirální vložka. Na spirální vložce jsou upravena omezující žebra a vodicí žebra. Spirální vložka tvoří současně svou opačnou stěnou jednu stěnu difusoru prvního oběžného kola, přičemž její průměr je větěí než průměr difusoru.The above-mentioned disadvantages are overcome by the design of the suction chamber of the stator of the radial compressor according to the invention. It is based on the fact that the outer wall of the suction chamber is formed by the inner wall of the stator housing between the suction neck and the access to the first impeller and the inner wall of the suction chamber is a removably mounted spiral insert. Limiting ribs and guide ribs are provided on the spiral insert. At the same time, the spiral insert forms, with its opposite wall, one diffuser wall of the first impeller, the diameter of which is greater than the diameter of the diffuser.

Výhodné provedení sací komory spočívá v tom, že její vnějěí stěny ve spodní i horní části statorové skříně jsou symetrické podle roviny kolmé k dělicí rovině statorové skříně procházející osou rotace. Vnějěí stěna sací komory v, horní části statorové skříně má rotační tvar.A preferred embodiment of the suction chamber is that its outer walls in the lower and upper portions of the stator housing are symmetrical about a plane perpendicular to the dividing plane of the stator housing passing through the axis of rotation. The outer wall of the suction chamber in the upper part of the stator housing has a rotational shape.

Vodicí žebra jsou v místě před vstupem v»duřiny do prvního oběžného kola zakřivena a jejich odchýlení od radiálního směru je provedeno o úhel meněí 30°,The guide ribs are curved at the point prior to the entry of the wind turbine into the first impeller and their deflection from the radial direction is made by an angle of less than 30 °,

Teoretické zvládnutí zákonitostí složitého prostorového proudění v sací komoře, a to často pro Široký rozsah nasávaného množství je volal obtížná a bez experimentálního ověřoní není aožno očekávat dosažení optimálních výsledků. Hlavní výhoda provedení sací komory podle vynálezu spočívá v tom, že změny průtočných průlezů v sací komoře lze dosáhnout úpravou nebo výměnou výrobně poměrně nenáročná apirální vložky, aniž by bylo třeba zásahu na neponěrně složitější skříni turbokompresoru. Další výhoda provedení podle vymáleau spočívá v tom, že celou skříň turbokompresoru je možno použít také pro jiné parametry. Průtočné průřezy v sací konoře lze změnit pouhou změnou rozměrů a tvarů spirální vložky a jejich omezujících a vodicích žeberl Provedení aaeí komory podle vynálezu umožňuje dokonce i výkresově a modelově stejnou statorovou skříň použít i pro zabudování rotoru a jinými průměry oběžných kol. Je to možno tím, že uchycení spirální vložky např. pomocí drážky v rotační válcová ploše statorová skříně Je provedeno na průměru, který je stejný nebo větší než vnější průměr difusorů a že tedy spirálhí vložka vytváří kromě své základní funkce vnitřní atěny sací komory navíc avou opačnou stěnou jednu stěnu difusoru od výstupu z oběžného kola po výetup z difusoru. Sací komory statoru radiálního kompresoru podle vynálezu lze použít také jako doladovaeího elementu, jedná-li ae o malou změnu výkonových parametrů. Vodicí žebra mohou být v místech před vetupem do oběžného kola zakřivena o volitelný úhel zakřivení. Tímto zakřivením ae dosáhne, že vzdušina vstupuje ze sací komory do prvního oběžného kola s určitou kladnou nebo zápornou předrotací, podle toho, kterým směrem je zakřivení vodicích žeber provedeno a jaká je velikost úhlu zakřivení. Tak lze dosáhnout do určitá míry ovlivnění výkonových parametrů celého stroje. Výroba statorovýchTheoretical mastering of the laws of the complicated spatial flow in the suction chamber, often because of the wide range of suction volume is called difficult and without experimental verification it is not possible to expect optimal results. The main advantage of the embodiment of the suction chamber according to the invention is that the change of the manholes in the suction chamber can be achieved by modifying or replacing a relatively low-cost spiral insert without the need for intervention on an intrinsically complex turbocharger housing. A further advantage of the design according to the invention is that the entire turbocharger housing can also be used for other parameters. The flow cross-sections in the suction chamber can be changed by simply changing the dimensions and shapes of the spiral insert and their limiting and guiding fins. The design of the chamber according to the invention makes it possible to use the same stator housing for the rotor and other impeller diameters. This is possible by the fact that the spiral insert is fastened, for example, by a groove in the rotating cylindrical surface of the stator housing. It is made on a diameter equal to or greater than the outer diameter of the diffusers. wall one diffuser wall from the impeller exit to the diffuser exit. The intake chambers of the radial compressor stator according to the invention can also be used as a fine-tuning element if there is a slight change in the performance parameters. The guide ribs may be curved by an optional curvature angle at the points prior to entry into the impeller. By this curvature ae, the air enters from the suction chamber into the first impeller with some positive or negative pre-rotation, depending on which direction the guide ribs are curved and what the angle of curvature is. In this way, the performance parameters of the entire machine can be influenced to some extent. Production of stator

200 001 skříní se sací komorou, podle vynálezu je vůči známým provedením méně pracná, a materiálově méně nákladná, co? příznivě ovlivňuje ekonomičnost výroby.200 001 suction chamber housings, according to the invention, are less labor-intensive and less material-intensive than known embodiments, huh? positively affects the economy of production.

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněn příklad provedení sací komory statoru radiálního turbokompresoru podle vynálezu. Obr. 1 znázorňuje podélný řez částí turbokompresori; v oblasti sací komory a prvního oběžného kola, na obr. 2 je znázorněn příčný řez secí komorou.The attached drawing shows schematically an exemplary embodiment of the stator suction chamber of a radial turbo compressor according to the invention. Giant. 1 shows a longitudinal section through a portion of a turbocompressor; in the region of the suction chamber and the first impeller, FIG. 2 shows a cross section of the seeding chamber.

Rotor turbokompresoru znázorněný na obr. 1 hřídelem 1. a prvním oběžným kolem 2 o průměru Dj je uložen v ložiskách statorové skříně 2» jejíž vnitřní stěny v prostoru mezi sacím hrdlem £ a vstupem do prvého oběžného kola 2 tvoří vnějěí stěnu sací komory £. Vnitřní stěnu sací komory 5, tvoří rozebíratelně uložená spirální vložka 6, na které jsou upravena omezující žebra 7 a vodicí žebra 8, která jsou v místě před vstupem vzdušiny do prvého oběžného kola 2 zakřivena a jejioh odchýlení od radiálního směru je provedeno v úhel alfa větší než 30°. žádoucí postupné zmenšování průtočného průřezu směrem od sacího hrdla £ ke vstupu do prvního oběžného kola 2 je dosaženo obecným prostorovým tvarem omezujících žeber 7 a vodicích žeber 8. Spirální vložka 6 tvoří současně swou protilehlou stranu jednu stěnu difusořu 2 prvního oběžného kola 2 a je uložena v příkladu provedení pomocí drážky 10 v rotační válcové ploše statorové skříně 2 a to na průměru Dg, který je většá než vnější průměr Dj difusořu 2 prvního oběžného kola 2. Sací komora 2 Ú^e svými vnějšími stěnami symetrická podle svislá roviny, procházející osou rotace a kolmé k dělicí rovině statorová skříně 2« Vnější stěna sací komory 2 ^v horní části statorové skříně 2 ^na<^ dělicí rovinou má rotační tvar.The rotor of the turbocompressor shown in FIG. 1 by the shaft 1 and the first impeller 2 of diameter D 1 is mounted in the bearings of the stator housing 2, the inner walls of which form the outer wall of the suction chamber 4 in the space between the suction branch and the inlet. The inner wall of the suction chamber 5 consists of a removably mounted spiral insert 6, on which the limiting ribs 7 and guide ribs 8 are provided, which are curved at the point before the air enters the first impeller 2 and its deviation from the radial direction is than 30 °. the desirable gradual reduction of the flow cross-section away from the suction branch 4 to the inlet to the first impeller 2 is achieved by the general spatial shape of the limiting ribs 7 and the guide ribs 8. The spiral insert 6 forms at the same side one wall of the diffuser 2 of the first impeller 2. exemplary embodiment, a groove 10 in the rotating cylindrical surface of the stator housing 2 and on the diameter Dg which is larger than the outer diameter D 2 of the first diffuser impeller second suction chamber 2 from ^e its external walls is symmetrical about a vertical plane passing through the axis of rotation and perpendicular The outer wall of the suction chamber 2 ^{in the} upper part of the stator housing 2 ^{on the} separating plane has a rotational shape.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A radial turbo-compressor stator suction chamber having a stator split flange connection in a horizontal plane for supplying air to the first impeller from a suction nozzle lying in a plane parallel to the axis of rotation and progressively decreasing cross-sections of the rotating part, characterized in that the outer wall of the suction chamber (5) is formed by an inner wall of the stator housing (3) between the suction branch (4) and the inlet to the first impeller (2) and the inner wall of the suction chamber (5) is a removably mounted spiral insert limiting ribs (7) and guide ribs (8) are provided, wherein the spiral insert (6) simultaneously forms, with its opposite wall, one diffuser wall (9u of the first impeller (2) and its diameter (Dg) is greater than the outer diameter (D) ^) diffuser (9).

A radial turbocharger stator suction chamber according to claim 1, characterized in that its outer peripheral walls in the lower and upper parts of the stator housing (3) are symmetrical about a vertical plane passing through the axis of rotation and perpendicular to the separating plane of the stator housing (3). wherein the outer peripheral wall of the suction chamber (5) in the upper part of the stator housing (3) above the separating plane has a rotational shape.

3. A radial turbocharger stator suction chamber according to claims 1 and 2, characterized in that the guide ribs (8) are curved at the point before the air enters the first impeller (2) and their deflection from the radial direction is made by a curvature angle (alpha). ) is greater than 30 °.

2 drawings