CZ283127B6 - Stabilizační zařízení pro rozšíření charakteristického pole kompresoru - Google Patents

Abstract

U stabilizačního zařízení, které sestává z pevně na oběžných lopatkách (2) oběžného kola (3) upraveného prstence (1) a z vybrání (5) ve skříni (4) kompresoru ve tvaru rotačně souměrné drážky, je prstenec (1) omezen na vstupní oblast oběžného kola (3) a tam je upraven tak, že je ve vybrání (5) při rotaci oběžného kola (3) pohyblivý, přičemž mezi prstencem (1) a mezi stěnou skříně (4) je jen obvyklá těsná vůle.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká stabilizačního zařízení pro rozšíření charakteristického pole kompresoru opatřeného oběžnými lopatkami, které sestává z prstence, který'je uspořádán ve vybrání ve skříni kompresoru, a které má tvar rotačně souměrné drážky.

Dosavadní stav techniky

Je známé, že při otáčení kola kompresoru se v mezeře mezi otáčejícími se vnějšími hranami oběžných lopatek a mezi skříní, která je v klidu, nastavuje štěrbinové proudění od strany lopatek s vysokým tlakem ke straně s nízkým tlakem. Toto štěrbinové proudění může společně s jinými procesy proudění vytvářet ve vstupní části radiálního kola víření. Tímto vířením se zmenšuje účinnost kompresoru a stabilní oblast charakteristiky kompresoru se zužuje.

Při použití lopatkových kompresorů je snaha dosahovat s narůstajícím průtokem monotonně klesající charakteristiky bez hystereze, aby se dosáhlo vysoké spolehlivosti při provozu s částečným zatížením. Takové kontinuální charakteristiky se označují jako stabilní. Při částečném zatížení je však o to těžší dosáhnout stabilních charakteristik, čím větší je tlakový poměr ve výchozím bodě. Proto se uskutečňují pokusy vytvořit požadované stabilní charakteristiky prostřednictvím přídavných stabilizačních zařízení.

Tak například v patentovém spise CH 675 279 popsané stabilizační zařízení je tvořeno vybráním ve skříni radiálního kompresoru, přičemž do tohoto vybrání je integrován stabilizační prstenec. Vybrání, případně stabilizační prstenec jsou přitom uspořádány před oběžným kolem a vně hlavního proudění. Na vnějším obvodu stabilizačního prstence jsou upraveny stabilizační lopatky, které jsou zakotveny na vnitřním obrysu vybrání. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v nákladném konstrukčním uspořádání skříně, prstence a stabilizačních lopatek. Mimoto se dále zvětšuje již tak velké kmitové zatížení oběžných lopatek ve vstupní oblasti prostřednictvím tohoto stabilizačního zařízení.

Dále je z EP-A-0 593 797 známé stabilizační zařízení, u kterého jsou redukovány uvedené nedostatky. Toto zařízení sestává z prstence, který je pevně spojen s oběžnými lopatkami, přičemž mezi prstencem a skříní kompresoru je uspořádán relativně velký radiální recirkulační kanál. Při značném škrcení kompresoru se tam umožňuje recirkulační proudění, které přispívá ke stabilizaci charakteristického pole. Prstenec přitom podpírá vstupní hrany lopatek jak v radiálním, tak i v tangenciálním směru a snižuje tím kmitání lopatek. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v nutnosti relativně velkého recirkulačního kanálu a v té skutečnosti, že u některých radiálních kompresorů se vytváří nežádoucně velká recirkulace.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol odstranit všechny uvedené nedostatky. Jeho úkolem je zabránit u kompresoru ve vstupní oblasti oběžného kola vytváření škodlivého štěrbinového proudění z jedné strany lopatek na druhou atak rozšířit stabilizační proudění a charakteristické pole kompresoru při současném odstranění problémů s kmitáním ve vstupní oblasti oběžného kola.

Vytčený úkol se řeší stabilizačním zařízením pro rozšíření charakteristického pole kompresoru podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že prstenec je pevně spojen s oběžnými lopatkami a je uspořádán jen ve vstupní oblasti oběžného kola, přičemž odchylky prstence a vybrání jsou

- 1 CZ 283127 B6 navzájem sladěny tak, že pri otáčení oběžného kola kolem osy oběžného kola je vytvořena mezi prstencem a mezi stěnou skříně jen taková vůle, která je dostatečná k tomu, aby v provozu zabránila styku prstence a skříně.

Výhody řešení podle vynálezu spočívají mimo jiné vtom, že ve vstupní části oběžného kola nevzniká žádné víření, případně jen víření ve zmenšeném rozsahu. V důsledku toho se zvyšuje účinnost kompresoru a stabilní oblast charakteristiky kompresoru se rozšiřuje. Současně jsou prostřednictvím prstence lopatky podepřeny jak v tangenciálním, tak i v radiálním směru, čímž se odstraní jejich zatížení kmitáním. Protože prstenec je omezen jen na vstupní část oběžného kola a tam je menší poloměr než na výstupu oběžného kola, je namáhání odstředivou silou relativně malé a proto je zvládnutelné.

Přehled obrázku na výkrese

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení radiálního kompresoru ve spojení s výkresovou částí.

Na jediném obrázku je schematicky znázorněn dílčí poledníkový řez kompresorem se stabilizačním zařízením. Přitom jsou zde znázorněny jen ty elementy, které jsou podstatné pro pochopení vynálezu. Směr proudění pracovního prostředí je přitom označen šipkou.

Příklad provedení vynálezu

Na obr. je znázorněna část radiálního kompresoru se stabilizačním zařízením podle vynálezu.

Kompresor sestává ze skříně 4 a z oběžného kola 3. Oběžné kolo 3 je opatřeno pevně s oběžnými lopatkami 2 spojeným prstencem 1 ve tvaru krátkého krycího kotouče. Tento krycí kotouč je omezen jen na vstupní část oběžného kola 3. Ve skříni 4 kompresoru je upraveno vybrání 5 v podobě rotačně symetrické drážky.

Rozměry vybrání 5 jsou vytvořeny v takovém souladu s rozměry prstence 1, že prstenec 1 může při rotaci oběžného kola 3 ve vybrání 5 dobře rotovat kolem osy oběžného kola 3, ale mezi prstencem 1 a mezi stěnou skříně 4 je jen tak malá vůle, která je dostatečná k tomu, aby při provozu zabránila styku mezi horními hranami oběžných lopatek 2 a mezi stěnou skříně 4.

Prstenec 1 podpírá vstupní hrany oběžných lopatek 2 v radiálním i tangenciálním směru. To vede ktomu, že lze podstatně snížit kmitové amplitudy oběžných lopatek 2, čímž poklesne jejich mechanické zatížení. Protože prstenec 1 je omezen jen na vstupní část oběžného kola 3, kde je podstatně menší poloměr než na výstupu oběžného kola 3, je také namáhán odstředivou silou podstatně menší a tak je snadno zvládnutelné. Proto nedochází k narušení nebo rozbití prstence 1 působením vysoké odstředivé síly.

Prstenec 1, který se ve vybrání 5 otáčí společně s oběžným kolem 3, zabraňuje vytvoření štěrbinového proudění přes vnější hrany oběžných lopatek 2 v oblasti oběžného kola 3, kde by štěrbinové proudění mohlo přispívat k vytváření škodlivého vířeni. Tím víření buď vůbec nevzniká nebo vzniká jen ve velmi redukovaném rozsahu. Tím se zvýší účinnost kompresoru a stabilní oblast charakteristiky kompresoru se rozšíří.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Stabilizační zařízení pro rozšíření charakteristického pole kompresoru opatřeného oběžnými lopatkami, které sestává z prstence, který je uspořádán ve vybrání ve skříni kompresoru, a které má tvar rotačně souměrné drážky, vyznačující se tím, že prstenec (1) je pevně spojen s oběžnými lopatkami (2) a je uspořádán jen ve vstupní oblasti oběžného kola (3), ío přičemž odchylky prstence (1) a vybrání (5) jsou navzájem sladěny tak, že při otáčení oběžného kola (3) kolem osy oběžného kola (3) je vytvořena mezi prstencem (1) a mezi stěnou skříně (4) jen taková vůle, která je dostatečná ktomu, aby v provozu zabránila styku prstence (1) a skříně (4)·