CS255170B1 - Skříň statoru osového turbokompresoru - Google Patents

Abstract

Řeší se konstrukční provedení skříně statoru nového kompresoru, který je určen pro provoz se značnými a přitom velmi rychlými změnami provozních parametrů. Podstata řešení spočívá v tom, že zatímco průtočný průřez sběrné komory je vytvářen podél jazyku mezikruhového difuzoru, je v části sběrné komory přilehlé k výstupnímu hrdlu vytvořena dutá výztuha, jejíž čelní stěna je napojena na vnější okraj jazyku mezikruhového difuzoru. Boční stěny jsou tangenciálně napojeny na vnitřní válcovou stěnu sběrné komory. Na čelní stěně duté výztuhy je v rovině symetrie umístěno usměrňovači žebro, které je od protilehlé stěny sběrné komory po celé délce odděleno spárou.

Description

(54) Skříň statoru osového turbokompresoru

Řeší se konstrukční provedení skříně statoru nového kompresoru, který je určen pro provoz se značnými a přitom velmi rychlými změnami provozních parametrů. Podstata řešení spočívá v tom, že zatímco průtočný průřez sběrné komory je vytvářen podél jazyku mezikruhového difuzoru, je v části sběrné komory přilehlé k výstupnímu hrdlu vytvořena dutá výztuha, jejíž čelní stěna je napojena na vnější okraj jazyku mezikruhového difuzoru. Boční stěny jsou tangenciálně napojeny na vnitřní válcovou stěnu sběrné komory. Na čelní stěně duté výztuhy je v rovině symetrie umístěno usměrňovači žebro, které je od protilehlé stěny sběrné komory po celé délce odděleno spárou.

Obr. 3

Vynález se týká skříně statoru osového turbokompresoru, především pak skříní stacionárních strojů, určených pro provoz se značnými a přitom velmi rychlými změnami provozních parametrů.

Turbokompresory, určeně pro práci v uvedených mimořádných podmínkách,. kde nutno počítat s velkými a přitom velmi rychlými změnami provozních parametrů, dokonce i se skokovými změnami tlaků a teplot a také s nutnosti velmi rychlého najíždění stroje z klidu na maximální provozní parametry, musí mít provedeny vhodné úpravy skříně, především její výtlačné části. Známé je použití mezikruhového difuzoru, symetrického podle osy rotace, jehož součástí je i statorová část ucpávky vyrovnávacího kotouče a vnější ucpávky. Tato konstrukce zajišťuje, že dilatace jednotlivých částí budou symetrické podle osy rotace, což je důležité pro provozní vůle mezi rotorem a statorem. Některá známá provedení skříní axiálních turbokompresorů se snaží řešit problematiku konstrukcí sběrné komory výtlačné části skříně a to. tím, že je vytvořena symetricky podle svislé roviny, procházející osou rotace. Toto provedení, které v podstatě vytváří dvě symetrické spirální komory, snižuje - ztráty při usměrnění vzdušiny mezi výstupem z mezikruhového difuzoru a výstupním hrdlem a zajišťuje, že dilatace jsou symetrické v obou dílech výtlačné komory. V části přilehlé k výstupními hrdlu, kde se podstatně snižuje tuhost skříně ve srovnání s protilehlou částí je otázka tuhosti řešena použitím jednoho, případně i více výztužných a současně usměrňovačích žeber, která jsou odlita vcelku s protilehlou částí skříně. Použití žeber je vhodné i z aerodynamického hlediska.

Nevýhodou dosud známých provedení skříní statoru nových kompresorů je skutečnost, že celá problematika není řešena komplexně. Řeší se bud pouze její aerodynamická stránka, nebo požadavek na tuhost skříně a dodržení provozních vůlí, případně se projevuje snaha o docílení pružnosti celé skříně a všech jejích elementů s ohledem na velké a rychlé změny tlaků a teplot. Provedení jakýchkoliv odlitých výztužných žeber na výtlaku vede ke vzniku trhlin a jejich šíření v místě styku. To má za následek snížení provozní spolehlivosti celého stroje a zkrácení jeho životnosti.

Uvedené nevýhody odstraňuje řešení skříně statoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zatímco průtočný průřez sběrné komory skříně je vytvářen podél jazyku mezikruhového difuzoru, je v části sběrné komory přilehlé k výstupnímu hrdlu vytvořena dutá výztuha, jejíž čelní stěna je napojena na vnější okraj jazyku mezikruhového difuzoru. Její boční stěny jsou tangenciálně napojeny na vnitřní válcovou stěnu sběrné komory. Na čelní stěně duté výztuhy je v rovině symetrie umístěno usměrňovači žebro, které je od protilehlé stěny sběrné komory po celé délce odděleno spárou.

Provedení skříně statoru osového turbokompresoru podle vynálezu zajišťuje spolehlivý provoz stroje i při nejnáročnějších provozních' podmínkách. Současně však optimálně řeší i jeho aerodynamickou stránku a vysokou provozní účinnost. Souhrn použitých konstrukčních prvků zajišťuje možnost bezporuchových dilataci skříně v oblasti největšího namáhání a to jak vhodným tvarem prvků, tak jejich umístěním v prostoru skříně. Použití duté výztuhy podle vynálezu nejen dostatečně vyztužuje skříň, ale současně zvyšuje její pružnost. Provedení usměrňovacího žebra odstraňuje nebezpečí vzniku trhlin v důsledku malocyklové únavy, protože umožňuje volnou dilataci skříně v tomto velmi exponovaném místě. Výhodné je i situování úchytných patek na výtlačné straně skříně ve· vertikálním směru co nejblíže k ose rotace, což zajišťuje maximální eliminování vlivu teploty skříně na vzájemnou polohu podélné osy rotoru a podélné osy statoru ve vertikálním směru.

Na připojených výkresech jsou schematicky znázorněny řezy střední a výtlačné části skříně statoru. Na obr. 1 je podélný řez touto částí skříně, na obr. 2 pak příčný řez vedený rovinou A-A z obr. 1. Na obr. 3 je pohled na dělicí rovinu spodní části skříně s nezaloženým čelním víkem.

Ve válcové části 2. skříně 2^ je na obr. 1 a 3 zřejmé uchycení lopatkových mříží 2, £» j>·

Za poslední lopatkovou mříží 5 je vytvořen mezikruhový difuzor 6, který je vyústěn do sběrné komory 2 sestávající ze dvou dílů 3, 9 souměrných podle svislé roviny procházející osou 10 rotace. Sběrná komora 2 oběma svými díly 8y 2 ústí do společného výstupního hrdla 11. Skříň 2 statoru je dělena v horizontální rovině 12, procházející osou 10 rotace. Mezikruhový difuzor 6 je tvořen jednak stěnou 13 čelního víka 24, jednak vnitřní válcovou stěnou 15 sběrné komory 2» která přechází v jazyk 16 difuzoru 6. Průtočný průřez 17 sběrné komory 2 ίθ ’ převážné části obvodu vytvořen podél jazyku 16 difuzoru 2 a směrem k výstupnímu hrdlu 11 se postupně zvětšuje. V části sběrné komory 2 přiléhající k výstupnímu hrdlu 11 je vytvořena^; dutá výztuha 18. Její čelní stěna 19 je napojena na vnější okraj jazyku 16 a její boční štěny 20 jsou tangenciálně napojeny na vnitřní válcovou stěnu 15 sběrné komory 2· Na čelní stěně 19. je umístěno usměrňovači žebro 21, které je od protilehlé stěny 22 odděleno po celé délce spárou 23. Dvojice úchytných patek 24, 25 umístěných po obou stranách výtlačné části 26 skříně 2_ je vertikálně situována tak, že její horní plocha 27 leží v rovině vzdálené od dělicí horizontální roviny 12 méně, než činí síla s stěny skříně 2_,

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Skříň statoru osového turbokompresoru, dělená v horizontální rovině, jejíž výtlačná část, na které je umístěna dvojice úchytných patek, obsahuje mezikruhový difuzor, symetrický podle osy rotace a dvojdílnou sběrnou komoru, symetrickou podle svislé roviny, procházející osou rotace, s postupně se zvětšujícím průtočným průřezem napojeným na výstupní hrdlo, vyznačující se tím, že zatímco průtočný průřez (17) sběrné komory (7) je vytvářen podél jazyku (16) mezikruhového difuzoru (6), je v části sběrné komory (7) přilehlé k výstupnímu hrdlu (11) vytvořena dutá výztuha (18), jejíž čelní stěna (19) je napojena na vnější okraj jazyku (16) mezikruhového difuzoru (6) a její boční stěny (20) jsou tangenciálně napojeny na vnitřní válcovou stěnu (15) sběrné komory (7), přičemž na čelní stěně (19) duté výztuhy (18) je v rovině symetrie umístěno usměrňovači žebro (21), které je od protilehlé stěny (22) sběrné komory (7) po celé délce odděleno spárou (23).