NO862044L

NO862044L - CUTTER WHEEL FOR CENTRIFUGAL COMPRESSOR.

Info

Publication number: NO862044L
Application number: NO862044A
Authority: NO
Inventors: Ivar Helge Skoe; Geir Oeverland; Sigmunn Stroem
Original assignee: Kongsberg Vapenfab As
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1986-11-25
Also published as: JPS627998A; EP0205001A1

Description

Oppfinnelsen angår skovlhjul for sentrifugalkompressorer og nærmere bestemt anordningen av skovlhjulets skovler og spalteskovler. The invention relates to impellers for centrifugal compressors and, more specifically, the arrangement of the impeller vanes and slotted vanes.

Et sentrifugalkompressortrinns ytelse er begrenset ved fluidum (f.eks. luft/gass) -trykkforskjellene mellom skovloverflåtene. Er trykkforskjellen fra suge- til trykksiden av en kompressor-skovl større enn en kritisk verdi (regnet som prosent av gjen-nomsnittlig dynamisk trykk i vedkommende posisjon), vil strømmen skille seg fra sugesiden og forårsake store tap både i kompressoren og i diffusoren på nedstrømsiden. The performance of a centrifugal compressor stage is limited by the fluid (eg air/gas) pressure differences between the vane surfaces. If the pressure difference from the suction to the pressure side of a compressor vane is greater than a critical value (calculated as a percentage of the average dynamic pressure in the relevant position), the flow will separate from the suction side and cause large losses both in the compressor and in the diffuser on the downstream side .

Mot kompressorens utløp hvor dens omkrets er lang, tiltar avstanden mellom skovlene, og skovltrykkbelastningen økes i en slik grad at strømmen skiller seg fra. Slik strømadskillelse er velkjent å forekomme ved alle kompressorer og betegnes ofte som "jet-kjølvanns"-strømning. Towards the outlet of the compressor, where its circumference is long, the distance between the vanes increases, and the vane pressure load is increased to such an extent that the flow separates from. Such flow separation is well known to occur with all compressors and is often referred to as "jet wake" flow.

For å minske den store skovlbelastning ved utgangen fra skovlhjulet er det vanlig å anbringe et sett skovler av mindre lengde, betegnet halvskovler eller spalteskovler, mellom skovlene av full lengde ved skovlhjulets utløpsparti. Et typisk kompressorskovlhjul med enkeltinngang og med et enkelt sett av spalteskovler er vist på fig. 1. På denne figur er skovlene med full lengde betegnet med A og strekker seg fra innløps-området B til utløpsområdet C. Spalteskovlene D er vist plassert avvekslende mellom skovlene A av full lengde og i avstand fra disse. In order to reduce the large blade load at the exit from the impeller, it is common to place a set of blades of smaller length, called half blades or slotted blades, between the blades of full length at the outlet part of the impeller. A typical compressor impeller with a single inlet and with a single set of slotted vanes is shown in fig. 1. In this figure, the full-length vanes are denoted by A and extend from the inlet area B to the outlet area C. The slotted vanes D are shown placed alternately between the full-length vanes A and at a distance from them.

Der er også kjent kompressorer med dobbelt sett av spalteskovler. Det annet sett av spalteskovler, som i alminnelighet har mindre lengde enn det første sett, har vært plassert symmetrisk i midten av de kanaler som dannes mellom skovlene av full lengde og de første spalteskovler. En slik struktur fører til i alt N + N + 2N = 4N skovler anbragt fordelt rundt omkretsen av skovlhjulet ved kompressorens utgang, hvor N betegner antall skovler av full lengde. De påkjenninger som forårsakes av den ekstra skovlhjulmasse ved omkretsen ved høy rotasjonshastighet, kan begrense kompressorens ytelse. There are also known compressors with a double set of slotted vanes. The second set of slotted vanes, which are generally shorter in length than the first set, have been placed symmetrically in the center of the channels formed between the full length vanes and the first slotted vanes. Such a structure leads to a total of N + N + 2N = 4N vanes arranged distributed around the circumference of the vane wheel at the output of the compressor, where N denotes the number of vanes of full length. The stresses caused by the additional impeller mass at the periphery at high rotational speed can limit compressor performance.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse slik den er realisertAccording to the present invention as it is realized

og beskrevet i store trekk her, omfatter et skovlhjul for en sentri fugalkompressor et nav med en overflate som delvis inngrenser strømningspassasjen gjennom skovlhjulet, idet overflaten er utformet for å skaffe et hovedsakelig aksialt strøm-innløp og et hovedsakelig radialt strømutløp. En rekke hjulskovler er anbragt i innbyrdes avstand konsentrisk rundt navet på den nevnte overflate og strekker seg alle over hele lengden av strømningspassasjen fra innløp til utløp, hver med en sugeside og en trykkside. Disse skovler av full lengde deler opp and broadly described herein, an impeller for a centrifugal compressor comprises a hub having a surface partially delimiting the flow passage through the impeller, the surface being designed to provide a substantially axial flow inlet and a substantially radial flow outlet. A number of impeller vanes are spaced concentrically around the hub on said surface and all extend over the entire length of the flow passage from inlet to outlet, each with a suction side and a pressure side. These full-length paddles split up

strømmen i en rekke strømningskanaler av samme antall som skovlene av full lengde. Videre er der symmetrisk rundt navet i innbyrdes avstand og avvekslende med skovlene av full lengde anordnet en rekke første spalteskovler i samme antall som bladene av full lengde, the flow in a number of flow channels of the same number as the full-length vanes. Furthermore, symmetrically around the hub at a distance from each other and alternating with the full-length vanes, a number of first slotted vanes are arranged in the same number as the full-length blades,

og hver utformet med en påløpskant og en avløpskant. Påløps-kanten av hver av de første spalteskovler sitter på nedstrøms-siden av innløpet i den respektive strømningskanal, og spalteskovlens avløpskant befinner seg ved utløpet fra strømnings-passasjen. Hver første spalteskovl strekker seg i tangensial avstand fra de to skovler av full lengde som sitter på hver sin side av den, og det slik at omtrent 1/3 av strømmen i den kanal som er begrenset av disse to skovler av full lengde, forløper mellom vedkommende første spalteskovl og den av de to tilgrensende skovler av full lengde, hvis sugeside vender mot spalteskovlen. and each designed with a leading edge and a trailing edge. The leading edge of each of the first slit vanes sits on the downstream side of the inlet in the respective flow channel, and the trailing edge of the slot vane is located at the outlet from the flow passage. Each first slotted vane extends tangentially from the two full-length vanes on either side of it, so that approximately 1/3 of the flow in the channel bounded by these two full-length vanes passes between the relevant first slotted vane and the one of the two adjacent full-length vanes, whose suction side faces the slotted vane.

Fortrinnsvis innbefatter sentrifugalkompressor-skovlhjulet ennvidere en rekke andre spalteskovler i samme antall som bladene av full lengde og fordelt i innbyrdes avstand rundt navets overflate mellom hver sin første spalteskovl og den tilgrensende spalteskovl av full lengde hvis trykkside vender mot den respektive første spalteskovl. Preferably, the centrifugal compressor impeller further includes a number of other slotted vanes in the same number as the full-length blades and spaced apart around the surface of the hub between each of the first slotted vanes and the adjacent full-length slotted vane whose pressure side faces the respective first slotted vane.

Det foretrekkes også at hver av de andre spalteskovler har mindre lengde enn den respektive første spalteskovl og deler i omtrent to like store andeler strømmen mellom den respektive første spalteskovl og den tilgrensende skovl av full lengde It is also preferred that each of the other slotted vanes has a shorter length than the respective first slotted vane and divides the flow in approximately two equal proportions between the respective first slotted vane and the adjacent full-length vane

med overforliggende trykkside, hvorved strømmen i de delkanaler som dannes av hver første spalteskovl og den tilgrensende annen spalteskovl, regnet som brøkdel av hele kanalstrømmen, utgjør omtrent 1/3:1/3:1/3 ved kompressorens utløp. with the overlying pressure side, whereby the flow in the subchannels formed by each first slot vane and the adjacent second slot vane, calculated as a fraction of the entire channel flow, amounts to approximately 1/3:1/3:1/3 at the compressor outlet.

Ennvidere foretrekkes det at de respektive strømspaltingerFurthermore, it is preferred that the respective current splittings

er bestemt på grunnlag av pV-fordelingen henholdsvis på stedet for første spalteskovls påløpskant og på stedet for annen spalteskovls påløpskant. is determined on the basis of the pV distribution respectively at the location of the leading edge of the first slotted vane and at the location of the leading edge of the second slotted vane.

Og ennvidere foretrekkes det at en sentrifugalkompressor-skovlhjulenhet med dobbelt innløp omfatter det ovenfor definerte sentrifugalkompressorskovlhjul og et annet sentrifugalkompressorskovlhjul som er speilsymmetrisk til det førstenvnte skovlhjul med hensyn på et plan som står loddrett på det definerte skovlhjuls akse ved den aksiale ende av skovlhjulet som tilsvarer kompressorens utløpsparti. And further, it is preferred that a double-inlet centrifugal compressor impeller assembly comprises the above-defined centrifugal compressor impeller and another centrifugal compressor impeller which is mirror-symmetric to the first-mentioned impeller with respect to a plane perpendicular to the axis of the defined impeller at the axial end of the impeller corresponding to the compressor expiration party.

De medfølgende tegninger, som inngår som del av den foreliggende fremstilling, anskueliggjør to utførelsesformer for oppfinnelsen og tjener sammen med beskrivelsen til å forklare oppfinnelsens prinsipper. The accompanying drawings, which form part of the present presentation, illustrate two embodiments of the invention and together with the description serve to explain the principles of the invention.

Fig. 1 er et oppriss av et sentrifugalkompressorskovlhjulFig. 1 is an elevation of a centrifugal compressor impeller

med enkeltinnløp og utført i samsvar med eldre teknikk. Fig. 2 er et skjematisk grunnriss av en del av et sentrifugalkompressorskovlhjul med enkelt inngang, utført i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser en detalj av skovlhjulet på fig. 2 sett ovenfra, og fig. 4 er et skjematisk sideriss av et sentrifugalkompressor-skovlhjul med dobbelt inngang og utført i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. with single inlet and made in accordance with older technology. Fig. 2 is a schematic plan view of a portion of a single entry centrifugal compressor impeller made in accordance with the present invention. Fig. 3 shows a detail of the paddle wheel in fig. 2 seen from above, and fig. 4 is a schematic side view of a double inlet centrifugal compressor impeller made in accordance with the present invention.

Der skal nå gjøres rede for de foretrukne utførelsesformerAn account will now be given of the preferred embodiments

som er vist på tegningsfigurene 2-4/ som sammen med beskrivelsen tjener til å belyse oppfinnelsens prinsipper. which is shown in drawings 2-4/ which, together with the description, serve to illustrate the principles of the invention.

Der henvises først til fig. 2, som viser et sentrifugalkom-pressorskovlh jul som er laget i samsvar med oppfinnelsen og generelt er betegnet med 10. Skovlhjulet 10 skal rotere om en akse 12 i den retning som er angitt ved pilen 14. Skovlhjulet 10 brukes sammen med det tett omsluttende hus (ikke vist) Reference is first made to fig. 2, which shows a centrifugal compressor vane made in accordance with the invention and generally designated 10. The vane wheel 10 is to rotate about an axis 12 in the direction indicated by the arrow 14. The vane wheel 10 is used together with the tightly enclosing housing (not shown)

på samme måte som det tidligere kjente skovlhjul som er vist på fig. 1, men med bedrede funksjonsegenskaper som følge av de trekk ved oppfinnelsen som vil bli beskrevet i det følgende. in the same way as the previously known paddle wheel shown in fig. 1, but with improved functional properties as a result of the features of the invention that will be described below.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse innbefatter sentrifugalkompressorskovlhjulet et nav med en overflate som delvis inngrenser strømningspassasjen gjennom skovlhjulet. Denne overflate er utformet for å danne et hovedsakelig aksialt strømnings-passas jeinnløp og et hovedsakelig radialt strømningspassasje-utløp for kompressoren. Slik skovlhjulet 10 er realisert her, innbefatter det et nav 16 med overflate 18 til å lede fluidum-strømmen gjennom kompressoren. Overflaten 18 er utformet for sammen med (det ikke viste).huset å danne en strømningspassasje som generelt er betegnet med 20, forbi navet 16. Strømnings-passasjen 20 innbefatter et stort sett aksialt innløpsparti 22 for den inntredende strøm (betegnet med pil 24) og et utløps-parti 26 for utløpsstrømmen (pil 28). Den virkelige orientering av strømmen som trer ut av sentrifugalkompressoren, er kombinert radial/tangensial som følge av den rotasjonsbevegelse som skovlhjulet 10 meddeler fluidet. According to the present invention, the centrifugal compressor impeller includes a hub with a surface that partially limits the flow passage through the impeller. This surface is designed to form a substantially axial flow passage inlet and a substantially radial flow passage outlet for the compressor. As the paddle wheel 10 is realized here, it includes a hub 16 with a surface 18 to guide the fluid flow through the compressor. The surface 18 is designed together with the housing (not shown) to form a flow passage, generally designated 20, past the hub 16. The flow passage 20 includes a generally axial inlet portion 22 for the incoming flow (denoted by arrow 24). and an outlet part 26 for the outlet flow (arrow 28). The actual orientation of the flow exiting the centrifugal compressor is combined radial/tangential as a result of the rotational movement that the impeller 10 imparts to the fluid.

Videre innbefatter sentrifugalkompressorskovlhjulet i samsvar med oppfinnelsen en rekke hjulskovler som er anordnet symmetrisk i innbyrdes avstand rundt navet på dets overflate og hver strekker seg i full lengde av strømningspassasjen fra kompressorinnløpet til kompressorutløpet. Hver av disse skovler med full lengde har en sugeside og en trykkside, slik at disse skovler av full lengde deler strømmen forbi skovl-hjulnavet i en flerhet av strømningskanaler av samme antall som skovlene av full lengde. I den foreliggende utførelse er skovler 30, 32 av full lengde montert på den overflate Furthermore, the centrifugal compressor impeller in accordance with the invention includes a number of impeller vanes which are symmetrically spaced around the hub on its surface and each extends the full length of the flow passage from the compressor inlet to the compressor outlet. Each of these full-length vanes has a suction side and a pressure side, so that these full-length vanes divide the flow past the vane-wheel hub into a plurality of flow channels of the same number as the full-length vanes. In the present embodiment, full length vanes 30, 32 are mounted on that surface

18 av navet 16 som strekker seg fra kompressorinnløpspartiet18 of the hub 16 which extends from the compressor inlet portion

22 til kompressorutløpet 26. Det vil forstås at skovlene av full lengde er jevnt fordelt rundt omkretsen av navet 16 og skaffer en rekke strømningskanaler i samme antall som skovlene av full lengde. I alminnelighet vil antallet av skovler av full lengde ligge i området mellom omtrent 7 og 15. For tydelighets skyld er der på fig. 2 bare vist to skovler 30, 32 av full lengde, som virker til å gi en strømningskanal 34. 22 to the compressor outlet 26. It will be understood that the full length vanes are evenly distributed around the circumference of the hub 16 and provide a number of flow channels in the same number as the full length vanes. In general, the number of vanes of full length will lie in the range between approximately 7 and 15. For clarity, there is in fig. 2 only shows two full length vanes 30, 32 which act to provide a flow channel 34.

Som fagfolk vil forstå, har hver av skovlene 30, 32 en trykkside dannet av forsiden i forhold til rotasjonsretningen 14 og en sugeside som bakside. I den skjematiske skisse på fig. 2 ses sugesidene 36, 38 av skovlene henholdsvis 30 og 32. As those skilled in the art will understand, each of the vanes 30, 32 has a pressure side formed by the front side in relation to the direction of rotation 14 and a suction side as the back side. In the schematic sketch in fig. 2 shows the suction sides 36, 38 of the vanes 30 and 32 respectively.

Videre innbefatter sentrifugalkompressorskovlhjulet ifølgeFurthermore, the centrifugal compressor impeller according to

den foreliggende oppfinnelse en rekke første spalteskovler av samme antall som skovlene av full lengde og symmetrisk anordnet rundt omkretsen av navet, avvekslende med skovlene av full lengde. Hver av disse første spalteskovler er kortere enn skovlene av full lengde og har en karakteristisk påløpskant og en avløpskant. I den viste utførelse er en .av disse første spalteskovler 40 plassert mellom skovlene 30, 32 av full lengde, og det vil forstås at andre første spalteskovler vil være anordnet på lignende måte mellom andre skovler av full lengde, som for tydelighets skyld ikke er vist. Skovlen 40 har en forkant 42 regnet i forhold til strømretningen, plassert på nedstrømsiden av kompressorinnløpet 22. Avløpskanten 44 av skovlen 40 er plassert ved kompressorutløpet 26 på samme radial-avstand som avløpskantene av skovlene 30, 32 av full lengde. the present invention a series of first slot vanes of the same number as the full length vanes and symmetrically arranged around the circumference of the hub, alternating with the full length vanes. Each of these first slot vanes is shorter than the full length vanes and has a characteristic leading edge and trailing edge. In the embodiment shown, one of these first slot vanes 40 is placed between the full-length vanes 30, 32, and it will be understood that other first slot vanes will be arranged in a similar way between other full-length vanes, which for the sake of clarity are not shown . The vane 40 has a leading edge 42 calculated in relation to the direction of flow, located on the downstream side of the compressor inlet 22. The drain edge 44 of the vane 40 is located at the compressor outlet 26 at the same radial distance as the drain edges of the full length vanes 30, 32.

Som det ses best på fig. 3, er første spalteskovl 40 plassert slik mellom skovlene 30, 32 av full lengde at omtrent 1/3 As can be seen best in fig. 3, the first slotted vane 40 is positioned such that between the vanes 30, 32 of full length that approximately 1/3

av strømmen i kanalen 34 blir dirigert til delkanalen 46 mellom første spalteskovl 40 og skovlen 30 (dvs. mellom skovlen 40 of the flow in the channel 34 is directed to the subchannel 46 between the first slit vane 40 and the vane 30 (i.e. between the vane 40

og den skovl hvis sugeside 36 vender mot denne første spalteskovl 40). Den resterende andel på ca. 2/3 av strømmen i kanalen and the vane whose suction side 36 faces this first slotted vane 40). The remaining share of approx. 2/3 of the current in the channel

34 ville flyte i delkanalen 48 mellom skovlen 40 og skovlen34 would flow in the partial channel 48 between the vane 40 and the vane

32 av full lengde.32 of full length.

Fortrinnsvis vil man bestemme plasseringen med sikte på å oppnå den ønskede strømspalting ved å betrakte pV- (densitet ganger hastighet) -fordelingen i den aksiale posisjon som tilsvarer forkanten 42 (betegnet med x1på fig. 3). Som vist skjematisk på fig. 3 blir pV-fordelingen påtagelig forskjøvet mot sugesiden av skovlen 30, og skovlen 40 vil derfor ikke bli plassert nøyaktig ved 1/3 av den periferiske avstand mellom skovlene 30 og 32. Preferably, one will determine the location with a view to achieving the desired current splitting by considering the pV (density times velocity) distribution at the axial position corresponding to the leading edge 42 (denoted by x1 in Fig. 3). As shown schematically in fig. 3, the pV distribution is noticeably shifted towards the suction side of the vane 30, and the vane 40 will therefore not be positioned exactly at 1/3 of the circumferential distance between the vanes 30 and 32.

Det foretrekkes også at skovlhjulet ifølge oppfinnelsen innbefatter en rekke andre spalteskovler plassert mellom hver første spalteskovl og den skovl av full lengde som vender trykksiden mot vedkommende første spalteskovl. I den viste utførelse og stadig som anskueliggjort på fig. 2 og 3, er en slik annen spalteskovl 50 vist montert på overflaten 18 av navet 16 i en stilling mellom første spalteskovl 40 og skovlen 32 av full lengde. Annen spalteskovl 50 har en forkant 52 og en bakre kant 54, begge i forhold til strømningsretningen. Forkanten 52 sitter på nedstrømsiden av forkanten 42 av første spalteskovl 40, mens bakre kant 54 flukter med bakre kant 44 av første spalteskovl 40 og med avløpskantene av skovlene 30, 32 av full lengde. Følgelig er annen spalteskovl 50 kortere enn første spalteskovl 40. It is also preferred that the paddle wheel according to the invention includes a number of other slotted vanes positioned between each first slotted vane and the full-length vane that faces the pressure side towards the respective first slotted vane. In the embodiment shown and still as can be seen in fig. 2 and 3, such a second slotted vane 50 is shown mounted on the surface 18 of the hub 16 in a position between the first slotted vane 40 and the full length vane 32. Another slotted vane 50 has a leading edge 52 and a trailing edge 54, both in relation to the flow direction. The front edge 52 sits on the downstream side of the front edge 42 of the first slotted vane 40, while the rear edge 54 is flush with the rear edge 44 of the first slotted vane 40 and with the trailing edges of the full-length vanes 30, 32. Accordingly, second slotted vane 50 is shorter than first slotted vane 40.

Noe som er viktig, er at den periferiske posisjon av annen spalteskovl 50 er slik at strømmen i delkanalen 48 blir delt i to like deler, fortrinnsvis på grunnlag av pV-fordelingen i delkanalen 48 ved den aksiale posisjon x.^av forkanten 52. Således foreligger der ved kompressorutløpet 26 en jevnere strømfordeling rundt omkretsen av skovlhjulet 10 med tilnær-melsesvis 1/3 av strømmen i kanalen 34 i hver av delkanalene 46, 56 og 58. What is important is that the peripheral position of the second slot vane 50 is such that the current in the sub-channel 48 is divided into two equal parts, preferably on the basis of the pV distribution in the sub-channel 48 at the axial position x.^ of the leading edge 52. Thus there is at the compressor outlet 26 a more even current distribution around the circumference of the impeller 10 with approximately 1/3 of the current in the channel 34 in each of the partial channels 46, 56 and 58.

Fordelene ved den foreliggende oppfinnelse skyldes ikke bare den forbedrede strømfordeling som følger av den minskede The advantages of the present invention are not only due to the improved current distribution resulting from the reduced

tilbøyelighet til strømadskillelse ved skovlhjulets utløp,tendency to flow separation at the impeller outlet,

men også reduksjonen av godsmengden ved omkretsen av skovlhjulet 10. Sentrifugalskovlhjul drives med høye hastigheter som kan bli begrenset av massen ved skovlhjulets omkrets. Mindre masse ved spissene betyr høyere margin mot defekter but also the reduction of the quantity of goods at the circumference of the impeller 10. Centrifugal impellers are operated at high speeds which can be limited by the mass at the circumference of the impeller. Less mass at the tips means a higher margin against defects

i strukturen eller høyere arbeidshastigheter. Sammenholdt med skovlhjul i henhold til eldre teknikk skaffer skovlhjulet 10 ifølge den foreliggende oppfinnelse en jevn strømfordeling med ett sett mindre av andre spalteskovler. Således ville et tidligere kjent skovlhjul med N skovler av full lengde og N første spalteskovler ha 2N andre spalteskovler for i alt 4N skovler, som beskrevet tidligere. Imidlertid ville et skovlhjul utført i samsvar med den foreliggende oppfinnelse ha N skovler av full lengde, N første spalteskovler og N andre spalteskovler for i alt 3N skovler. Den reduksjon i samlet skovlhjulmasse som følger av den foreliggende oppfinnelse, ville også muliggjøre raskere akselerasjon til driftshastighet takket være den reduserte treghet av skovlhjulet. in the structure or higher working speeds. Compared with vane wheels according to older technology, the vane wheel 10 according to the present invention provides an even current distribution with one less set of other slotted vanes. Thus, a previously known vane wheel with N vanes of full length and N first slotted vanes would have 2N second slotted vanes for a total of 4N vanes, as described earlier. However, an impeller made in accordance with the present invention would have N full length vanes, N first slot vanes and N second slot vanes for a total of 3N vanes. The reduction in total impeller mass resulting from the present invention would also enable faster acceleration to operating speed thanks to the reduced inertia of the impeller.

Reduksjonen i totalt antall skovler ved kompressorens utgang kan også skaffe et forbedret dimensjonsforhold for utløpene av hver av delkanalene 46, 56 og 58. Ideelt skulle geometrien av de enkelte delkanalutløp for skovlhjul av den foreliggende type nærme seg kvadratform for å minske den hydrauliske dia-meter . The reduction in the total number of vanes at the output of the compressor can also provide an improved dimensional ratio for the outlets of each of the partial channels 46, 56 and 58. Ideally, the geometry of the individual partial channel outlets for paddle wheels of the present type should approach a square shape to reduce the hydraulic diameter .

En annen utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse er vist på fig. 4 i form av et sentrifugalkompressorskovlhjul med "dobbelt innløp". I den forbindelse vil generelt samme henvisningstall bli benyttet som for tilsvarende deler i ut-førelsesformen på fig. 2 og 3, men med et tilføyet 100-siffer. Another embodiment of the present invention is shown in fig. 4 in the form of a "double inlet" centrifugal compressor impeller. In this connection, the same reference numbers will generally be used as for corresponding parts in the embodiment of fig. 2 and 3, but with an added 100 digit.

Slik kompressorskovlhjulenheten med dobbelt innløp er realisert her i samsvar med den foreliggende oppfinnelse og generelt betegnet med 110 som vist på fig. 4, har den en venstre skovlhjuldel stort sett maken til den på fig. 3 med navparti 116, skovler 130 av full lengde, første spalteskovler 140 og andre spalteskovler 150 (bare én skovl av hvert slag er vist). Høyre skovlhjuldel er speilsymmetrisk til venstre del om planet 160 ved den aksiale ende av skovlhjulnavpartiet 116 som befinner seg nær kompressorutløpet 162. Således har høyre skovlhjuldel 116' skovler 130' av full lengde, første spalteskovler 140' As the compressor vane wheel unit with double inlet is realized here in accordance with the present invention and generally denoted by 110 as shown in fig. 4, it has a left paddle wheel part largely similar to the one in fig. 3 with hub portion 116, full length vanes 130, first slotted vanes 140 and second slotted vanes 150 (only one vane of each type is shown). The right impeller part is mirror-symmetric to the left part about the plane 160 at the axial end of the impeller hub portion 116 which is located near the compressor outlet 162. Thus, the right impeller part 116' has full length blades 130', first slot blades 140'

og andre spalteskovler 150' (bare én skovl av hvert slag er vist). Skovlhjulenheten 110 har således et par motstående, hovedsakelig aksiale innløp 122, 122' og et felles enkelt utløp 162. Skovlhjulenheten 110 roterer i dreieretningen 114 slik at punktet P ville gå innover i tegningsplanet på fig. 4. and other slotted vanes 150' (only one vane of each type shown). The paddle wheel unit 110 thus has a pair of opposite, mainly axial inlets 122, 122' and a common single outlet 162. The paddle wheel unit 110 rotates in the direction of rotation 114 so that the point P would go inwards in the drawing plane in fig. 4.

Fortrinnsvis er navpartiene 116, 116' utført i ett. Som opplyst i den parallelle US patentsøknad S.N. 577 359, kan de radialt ytre deler av navpartiene 116, 116' ved planet 160 utspares mellom skovlene for å lette sammenblanding av strømningene fra venstre og høyre skovlhjuldel. Videre kan man la avløps-kantene av skovlene med full lengde fra venstre del ende ved utløpet 162 sammen med enten de første spalteskovler eller de andre spalteskovler fra høyre skovlhjuldel for ytterligere å jevne ut strømmen som forklart i S.N. 577 359. I såfall ville høyre skovlhjuldel stadig være et speilbilde, men vinkel-forskjøvet om aksen 112. Preferably, the hub parts 116, 116' are made in one piece. As disclosed in the parallel US patent application S.N. 577 359, the radially outer parts of the hub portions 116, 116' at plane 160 can be spaced out between the vanes to facilitate mixing of the flows from the left and right vane wheel parts. Furthermore, the trailing edges of the full-length vanes from the left part can be left to end at the outlet 162 together with either the first slit vanes or the second slot vanes from the right vane wheel part to further smooth the flow as explained in S.N. 577 359. In that case, the right impeller part would still be a mirror image, but angularly shifted about the axis 112.

Det vil være innlysende for fagfolk på området at det ville være mulig å foreta adskillige modifikasjoner og endringer av sentri fugalkompressorskovlhjulene ifølge -oppfinnelsen uten å overskride oppfinnelsens rekkevidde og hovedtanke. Således er det meningen at den foreliggende oppfinnelse skal dekke modifikasjoner og variasjoner av oppfinnelsen forutsatt at de faller innen rammen av patentkravene og deres ekvivalenter. It will be obvious to those skilled in the art that it would be possible to make numerous modifications and changes to the centrifugal compressor impellers of the invention without exceeding the scope and spirit of the invention. Thus, the present invention is intended to cover modifications and variations of the invention provided that they fall within the scope of the patent claims and their equivalents.

Claims

1. Impeller for a centrifugal compressor, comprising: a hub having a surface which partially restricts the passage through the impeller, and which is designed to form a substantially axial flow passage inlet and a substantially radial flow passage outlet, a plurality of impeller vanes symmetrically spaced around the hub of said surface and each extending the full length of the flow passage from the inlet to the outlet, while each of these full-length vanes has a suction side and a pressure side, dividing the flow into a plurality of flow channels of the same number as the vanes of full length,. a plurality of first slot vanes in the same number as the full-length vanes and symmetrically spaced around the hub alternating with the full-length vanes, and each of less length than said full-length vanes and designed with a leading edge and a trailing edge, where the leading edge of each of the first slit vanes is located in the respective flow channel on the downstream side of said inlet and the trailing edge of the slot vane is located at the outlet of the flow passage, and where said first slotted vane is located at such a tangential distance from the two full-length vanes on both sides of it that approximately 1/3 of the flow in the channel bounded by the two full-length vanes passes between the relevant first slotted vane and the one of the two full-length vanes whose suction side faces the slotted vane.

2. Centrifugal compressor impeller as in claim 1, further comprising a plurality of second slotted vanes of the same number as said full-length vanes and spaced around the hub surface, each between a respective first slotted vane and that of the adjacent full-length vanes which faces its pressure side towards the relevant first slot vane.

3. Centrifugal compressor vane wheel as in claim 2, wherein each of said second slotted vanes has a shorter length than the respective first slotted vane.

4. Centrifugal compressor vane wheel as in claim 2, wherein each of said second slotted vanes divides the flow between said respective first slotted vane and said adjacent full-length vane facing the pressure side, whereby the flow as a fraction of the channel flow in the partial channels formed by means of each first slotted vane and the adjacent second slotted vane are approximately 1/3:1/3:1/3 at said impeller outlet.

5. Centrifugal compressor impeller as in claim 2, where each of said second slotted vanes has a leading edge and a trailing edge, and where the leading edge of said second slotted vane is located on the downstream side of the leading edge of the respective first slotted vane and the trailing edge of the second slotted vane is located at the vane wheel outlet.

6. Sentri fugal compressor vane wheel as in claim 1, wherein the number of full length vanes is in the range from 7 to 15.

7. Centrifugal compressor vane wheel as in claim 1, wherein the desired current splitting is determined on the basis of the pV distribution at the location of the leading edge of the first splitting vane.

8. Centrifugal compressor vane wheel as in claim 4, where the respective current splits are determined on the basis of the pV distribution respectively at the location of the leading edge of the first slotted vane and at the location of the leading edge of the second slotted vane.

9. Sentri fugal compressor impeller comprising: a hub with an axis of rotation, a number of full-length vanes mounted on the hub, an equal number of first slot vanes mounted on the hub alternating with the full length vanes, and an equal number of other slotted vanes mounted on the hub, each of which is located between one of the first slotted vanes and the one of the adjacent full-length vanes located rearward in relation to the intended direction of rotation of the vane wheel, at the same time as said other slot vanes have a shorter length than the first slot vanes.

10. Centrifugal compressor as in claim 9, where the flow in the three partial channels which are formed in the channel between the vanes of the full length by means of the respective first and second slotted vanes, is approximately 1/3:1/3:1/3 of the channel flow.

11. A double inlet centrifugal compressor impeller assembly comprising a centrifugal compressor impeller as claimed in claim 1 and a second centrifugal force impeller which forms a mirror image of said impeller with respect to a plane perpendicular to the axis of said impeller at the axial end of the impeller corresponding to the impeller outlet portion.

12. Centrifugal compressor unit with double inlet as in claim 11, where the said specified paddle wheel and the said mirror image forming paddle wheel are made in one.

13. Impeller for centrifugal compressor, comprising: a hub, N vanes of full length distributed around the hub, and Y slot vanes spaced around the hub and placed between the full length vanes, where N and Y are whole numbers and Y equals 2N.