CS201480B1

CS201480B1 - Apparatus for compressing gaseous and vaporous fluids

Info

Publication number: CS201480B1
Application number: CS213679A
Authority: CS
Inventors: Ctibor Lakomy; Zdenek Spejra
Original assignee: Ctibor Lakomy; Zdenek Spejra
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1980-11-28

Description

Pro stlačování plynů se vyrábějí nejrůznější typy turbokompresorů. Je-li požadované stlačení nízké, vystačí se obvykle s jedním kompresorovým stupněm, konstrukčně jednoduchým. Je-li však nutno stlačit plyn na vyšší tlak, je třeba postavit dvoustupňový nebo vícestupňový kompresor, popřípadě použít diagonálního kola. Toto řešení je konstrukčně náročnější a výrobní náklady jsou podstatně vyšší ve srovnání s jednokolovým kompresorem. Výše uvedená úvaha platí jak pro radiální, tak i pro axiální kompresory, ale také'pro ventilátory.Various types of turbochargers are produced for gas compression. If the required compression is low, usually one compressor stage, simple in construction, is sufficient. However, if it is necessary to compress the gas to a higher pressure, a two-stage or multi-stage compressor should be installed, or a diagonal wheel may be used. This solution is more structurally demanding and production costs are considerably higher compared to a single-wheel compressor. The above considerations apply both to radial and axial compressors, but also to fans.

Zařízení ke stlačování vzdušin podle vynálezu odstraňuje uvedené nedostatky· tím, žé do vstupu prvního· stupně turhokompresoru, popřípadě do vstupu některé jeho sekce, ústí difuzor předřazeného ejektoru, jehož dýza je přes regulační Člen spojena vratným potrubím s výtlačným potrubím turbokompresoru.The air compressor according to the invention removes these drawbacks in that a diffuser of the upstream ejector is connected to the inlet of the first stage of the turbo compressor or to the inlet of one of its sections, the nozzle of which is connected to the turbo-compressor discharge line.

Výhody zařízení podle vynálezu spočívají zejména ve zvýšení stlačení vzdušiny, proti stávajícím zařízením. Zařízení pracuje v uzavřeném cyklu, nebo část průtokového množství na výtlaku turbokompresoru se využije ke kompresi nasávané vzdušiny v ejektoru. Nasávání a komprese vzdušiny je plynulá a zařízením lze nahradit dva, nebo více stupňů turbokompresoru.The advantages of the device according to the invention lie in particular in increasing the compression of the air mass over the existing devices. The device operates in a closed cycle, or part of the flow rate at the discharge of the turbocharger is used to compress the suction air in the ejector. The air intake and compression is smooth and the device can be replaced by two or more stages of the turbocharger.

Zvláště výhodné je uspořádání zařízení podle vynálezu takové, že směšovací komora a difuzor ejektoru jsou tvořeny dostředivým kanálem upraveným na skříni, který je souměrný k oše rotoru radiálního turbokompresoru.It is particularly preferred that the mixing chamber and the ejector diffuser consist of a centripetal channel provided on the housing, which is symmetrical to the rotor shaft of the radial turbocharger.

Další výhody přináší uspořádání zařízení takové, že stěna dostředivého kanálu odvrácená od sání turbokompresoru je ve směru osy rotoru přestavitelná.Another advantage of the arrangement is that the wall of the centripetal channel facing away from the intake of the turbocharger is adjustable in the direction of the rotor axis.

Předřazený ejektor a první stupeň radiálního turbokompresoru potom tvoří kompaktní celek. Celková účinnost zařízení je srovnatelná s účinností dosud známých vícestupňových turbokompresorů. Výhody však spočívají ve značném snížení pořizovacích nákladů. Celá konstrukce zařízení včetně převodovky a pohonu je značně jednodušší proti dosud používaným vícestupňovým turbokompresorům, což znamená větší provozní spolehlivost a snížení výrobních nákladů i nákladů na údržbu a seřizování.The upstream ejector and the first stage of the radial turbocharger then form a compact unit. The overall efficiency of the device is comparable to that of the known multi-stage turbochargers. The advantages, however, are a significant reduction in the cost of acquisition. The entire design of the equipment, including the gearbox and drive, is considerably simpler than the multi-stage turbochargers used so far, which means greater operational reliability and reduced production and maintenance and adjustment costs.

Výhodnost zařízení podle vynálezu se zejména projeví při některých zvláštních případech, například tam,· kde je třeba, aby turbokompresoř, nebo některá jeho sekce po určitou dobu pracovala při změněných parametrech, například při sníženém množství, při současném požadavku na zvýšení celkového stlačení nebo u strojů na technické plyny, kde je předem známo, že po určitou dobu bude nutno v celém stroji, nebo v některé jeho sekci pracovat s plynem se změněnými fyzikálními vlastnostmi, nebo také se změněnými provozními parametry.The advantage of the device according to the invention is particularly evident in some special cases, for example where the turbocompressor or one of its sections needs to work for a certain time at altered parameters, e.g. for technical gases, where it is known in advance that for a certain period of time it will be necessary to work with the gas with changed physical properties or also with changed operating parameters in the whole machine or in some of its sections.

Příklady provedení zařízení podle vynálezu jsou znázorněny na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno provedení předřazeného ejektoru u jednostupňového radiálního turbokompresoru a na obr. 2 je provedení ejektoru s jednostupňovým radiálním turbdkompresorem s dostředivým ka¹nálem a přestavitelnou stěnou.Embodiments of the device according to the invention are illustrated in the accompanying drawings, wherein: FIG. 1 is a schematically illustrated embodiment of a pilot-stage ejector in radial turbocharger of FIG. 2 embodiment with one-stage ejector with a centripetal radial turbdkompresorem ka ¹ is poured and adjustable walls.

Zařízení ke stlačování vzdušin (obr. 1] sestává z jednostupňového radiálního turbokompresoru, který sestává z oběžného kola 1, před nímž je upraveno v ose rotoru 10 sací hrdlo 2. Po stlačení proudí vzdušina sběrnou spirálou 3 do výtlačného hrdla 4. Ve výtlačném hrdle 4 je upraven vstup do vratného potrubí 11, kterým přes regulační člen 9 je část stlačované vzdušiny přiváděna do dýzy 5 předřazeného ejektoru B. Nasávaná vzdušina proudí sacím potrubím 7 do ejektoru 6, ve kterém je urychlována vzdušinou přiváděnou vratným potrubím 11 přes dýzu 5 do směšovací komory ejektoru Β. V difuzořu 8, který je součástí ejektoru 6 dojde k přeměně kinetické energie v tlakovou, takže vzdušina v sacím hrdle 2 má tlak vyšší než vzdušina v sacím potrubí 7. Důsledkem zvýšení tlaku vzdušiny v sacím hrdle 2 je zvýšení tlaku ve výtlačném hrdle 4 turbokompresoru. Množství vzdušiny přiváděné do dýzy 5 vratným potrubím 11 je řízenoThe air compressor device (Fig. 1) consists of a single-stage radial turbo compressor, which consists of an impeller 1, in front of which a suction port 2 is provided in the rotor axis 10. After compression, the air flows through the collecting spiral 3 into the discharge port 4. an inlet to the return line 11 is provided through which a part of the compressed air is fed to the nozzle 5 of the upstream ejector B via the regulating member 9. The intake air flows through the suction line 7 to the ejector 6. In the diffuser 8, which is part of the ejector 6, the kinetic energy is converted into the pressure energy, so that the air in the suction branch 2 has a pressure higher than the air in the suction pipe 7. The increase in the air pressure in the suction branch 2 results 4 of the turbocharger The amount of air supplied to the nozzle 5 is controlled by the return line 11

Claims

pSeven & t

An air compressor device consisting essentially of a turbocompressor or fans and an ejector comprising a nozzle, a mixing chamber and a diffuser, characterized in that it enters the intake port (2) of the first stage of the turbocompressor or an inlet of a section thereof, the diffuser (8, 16) of the upstream ejector (6) opens, the nozzle (5, 13) of which is connected via a return (11, 12) to the discharge port (4) of the turbocharger via a regulating member (9).

a regulating member 9, which is a throttle.

Another embodiment is shown in Fig. 2. In this case, the ejector B is formed directly in the turbocompressor housing and consists of a centripetal channel that is symmetrical to the axis of the turbocompressor rotor 10. The air compressed by the turbocompressor flows both to the collecting spiral 3 and to the discharge port 4, and partly to the part 12 of the compressed air which is essentially forming the return line 11 of FIG. 1 to the annular nozzle 13. The kinetic energy is changed to the pressure in the radial centripetal diffuser 16, which is part of the radial ejector 6, the amount of the air fed through the channel 12 into the radial ejector 6. The flow cross-sections of the centripetal ejector B can be varied continuously according to the operating parameters by adjusting the position of the rotary wall 15, which forms the outer wall of the centripetal, in the direction of the axis 10 of the turbocompressor rotor. diffuser 1B and which faces away from the intake port 2 of the turbocharger.

The scope of the invention is not limited by these examples. The device can also be advantageously used in conjunction with multi-stage turbo compressors, where the ejector 6 can be connected to the air inlet into one of its sections, where the nozzle 5 of the ejector B is always connected by a return pipe 11 with a regulating member 9 to the discharge port 4. . The device can also be used for axial-type compressors and fans.

OF THE INVENTION

Air compressor according to claim 1, characterized in that the mixing chamber and the diffuser (16) of the ejector (6) are formed by a centripetal channel provided in the housing, which is symmetrical to the rotor axis (10) of the radial turbocompressor.

Air compressor according to claim 2, characterized in that the wall (15) of the centripetal channel facing away from the intake port (2) of the turbocharger is adjustable in the direction of the axis of the rotor (10).