RO128769B1

RO128769B1 - Biflow axial compressor

Info

Publication number: RO128769B1
Application number: ROA201101292A
Authority: RO
Inventors: Ioan Mihai; Elena-Daniela Olariu
Original assignee: Universitatea "Ştefan Cel Mare" Din Suceava
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2016-06-30
Also published as: RO128769A2

Abstract

The invention relates to a double-rotor biflow axial compressor which provides two air flows, one of them for external cooling and the other one for the supercharging of internal combustion engines, as well as, in aviation, for double-flow turbo jet engines with the function of turbo fan and axial turbo compressor. According to the invention, the compressor comprises a stator () and a power take-off () supporting two rotors () which rotate in opposite directions, this way generating two air flows, one of them intended for external cooling and transmitted through a discharge conduit () and the other one for supercharging, transmitted through another conduit ().

Description

Invenția se referă la un compresor axial, biflux, cu două rotoare contrarotative, destinat răcirii și supraalimentării motoarelor cu ardere internă.The invention relates to an axial compressor, biflux, with two counter rotary rotors, intended for cooling and supercharging internal combustion engines.

Este cunoscut un compresor axial, cu două rotoare contrarotative, care este prezentat în brevetul US 4843813, ce are o carcasă prevăzută cu o conductă de aspirație și o conductă de refulare, în carcasă fiind prevăzut un arbore central, montat pe niște lagăre, pe care se află un prim rotor radial central, montat pe o porțiune de diametru mai mare a arborelui central, aerul comprimat de primul rotor radial central fiind condus către al doilea rotor contra rotativ, concentric cu primul rotor radial central, asigurând comprimarea în două faze a aerului.An axial compressor with two counter rotating rotors is known, which is presented in US patent 4843813, which has a housing provided with a suction pipe and a discharge pipe, in the housing a central shaft is provided, mounted on some bearings, on which there is a first central radial rotor, mounted on a larger diameter portion of the central shaft, the air compressed by the first central radial rotor being directed to the second rotary counter rotary, concentric with the first central radial rotor, ensuring the two-phase compression of the air .

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea a două fluxuri de aer comprimat.The technical problem that the invention solves consists in the realization of two compressed air flows.

Compresorul axial, cu două rotoare contrarotative, conform invenției, are o carcasă fixă, un stator, un rotor central și un rotor contrarotativ, statorul exterior fiind prevăzut cu niște pale statorice, rotorul central, precum și rotorul contrarotativ, având niște pale rotorice și un arbore exterior, precum și un alt arbore central, lăgăruite prin intermediul unor rulmenți cu ace, aerul comprimat fiind dirijat prin niște canalizațiide refulare; rotorul contrarotativ are niște trepte de comprimare, conectate prin intermediul unei canalizații semitoroidale.The axial compressor, with two counter rotary rotors according to the invention, has a fixed housing, a stator, a central rotor and a counter rotor, the external stator being provided with stator blades, the central rotor, as well as the counter rotor, having rotor blades and a rotor blade. outer shaft, as well as another central shaft, widened by means of needle bearings, the compressed air being directed through some discharge channels; the counter rotary rotor has some compression steps, connected by means of a semitoroidal pipe.

Compresorul axial, cu două rotoare contrarotative, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:The axial compressor, with two counter rotary rotors, according to the invention, has the following advantages:

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1 Și 2, ce reprezintă:An example of embodiment of the invention is given below, in connection with FIG. 1 and 2, representing:

- fig. 1, schema de principiu a compresorului axial, cu rotoare contrarotative;FIG. 1, the principle diagram of the axial compressor, with counter rotating rotors;

- fig. 2, reprezentare axonometrică, în secțiune, a compresorului axial, cu rotoare contrarotative.FIG. 2, axonometric representation, in section, of the axial compressor, with counter rotary rotors.

Compresorul axial, cu două rotoare contrarotative, conform invenției, are o carcasă 1 fixă, susținută de o plasă 2 de protecție, ce are rolul de a împiedica intrarea obiectelor străine, și de niște palete 3 directoare, cu rol de port lagăr, precum și un stator 4 exterior, fixat pe un motor, neredat în desene, care, împreună cu o canaliza ție 17 de refulare, asigură susținerea întregului ansamblu.The axial compressor, with two counter rotary rotors, according to the invention, has a fixed housing 1, supported by a protective mesh 2, which has the role of preventing the entry of foreign objects, and some pallets 3 directors, with bearing bearing, as well as an external stator 4, fixed to a motor, not shown in the drawings, which, together with a drainage pipe 17, ensures the support of the whole assembly.

Compresorul are un arbore 14 exterior central, precum și un al doilea arbore 14' interior central, cu rol de prize de putere, pe care sunt amplasate un prim rotor 10 central, precum și un al doilea rotor 12 contrarotativ, lăgăruite prin intermediul unor rulmenți 15,16, 20 și 21 cu ace.The compressor has a central outer shaft 14, as well as a second central inner shaft 14 ', with the role of power outlets, on which are placed a first central rotor 10, as well as a second counter rotary rotor 12, enlarged by means of bearings. 15.16, 20 and 21 with needles.

Antrenarea arborelui 14 exterior central, precum și a celui de-al doilea arbore 14' interior central și, implicit, a primului rotor 10 central, precum și a celui de-al doilea rotor 12 contrarotativ se realizează fie direct de la două prize de putere ale motorului cu ardere internă cu sens de rotație invers, fie cu ajutorul unui motor electric, cu două prize de putere cu sens invers de rotație, sau două motoare electrice cu sens invers de rotație, la care turația poate fi modificată, neredate în desene.The drive of the central outer shaft 14, as well as the second shaft 14 'central inner and, implicitly, the first central rotor 10, as well as the second counter rotary rotor 12, is performed either directly from two power outlets. of the internal combustion engine with reverse rotation direction, either by means of an electric motor, with two power outlets with reverse rotation direction, or two electric motors with reverse rotation direction, at which the speed can be modified, not shown in the drawings.

Pe statorul 4 exterior sunt prevăzute niște palete 6 statorice fixe și niște palete 8 statorice cu geometrie variabilă, iar pe rotorul 10 central, precum și pe rotorul 12 contrarotativ sunt prevăzute niște pale 6', 7, 7', 8', 9, 9' rotorice.On the outer stator 4 are fixed fixed stator 6 blades and 8 static stator blades with variable geometry, and on the central rotor 10, as well as on the counter-rotary rotor 12, there are provided blades 6 ', 7, 7', 8 ', 9, 9 'rotorice.

în compresorul axial, conform invenției, aerul destinat răcirii exterioare a motorului cu ardere internă pătrunde în prima treaptă a compresorului, pentru comprimare, prin coroana de pale 6 statorice fixe, realizate din materiale compozite, apoi prin pala 7 rotorică mobilă, realizată tot din materiale compozite, după care aerul va pătrunde într-o nouă treaptă a compresorului, formată dintr-un set de palete statorice 8, cu geometrie variabilă, și un set de palete rotorice 9 mobile, amplasate pe rotorul 10.In the axial compressor, according to the invention, the air intended for the external cooling of the internal combustion engine enters the first stage of the compressor, for compression, through the crown of fixed 6 static blades, made of composite materials, then through the movable rotor blade 7, also made of materials. composites, after which the air will enter a new stage of the compressor, consisting of a set of static blades 8, with variable geometry, and a set of rotary blades 9 movable, located on the rotor 10.

RO 128769 Β1RO 128769 Β1

Atât palele 6 statorice fixe și niște palete 8 statorice cu geometrie variabilă, cât și palele 1Both fixed stator 6 blades and 8 static stator blades with variable geometry, as well as 1 blades

6' 7, 7', 8', 9 și 9' rotorice sunt realizate din materiale compozite.6 '7, 7', 8 ', 9 and 9' rotor are made of composite materials.

Aerul astfel comprimat este vehiculat prin intermediul canalizației 11 către sistemul 3 de răcire a motorului cu ardere internă. Debitul fluxului de aertransmis către sistemul de răcire poate fi controlat de UEC prin modificarea geometriei variabilei și a turației rotorului 10 central. 5The air thus compressed is conveyed through the duct 11 to the cooling system of the internal combustion engine. The flow rate of the airflow to the cooling system can be controlled by the ECU by changing the geometry of the variable and the speed of the central rotor 10. 5

Compresorul axial dublu-rotoric biflux, conform invenției, pentru a îndeplini și funcția de supraalimentare a motorului cu ardere internă, are cel de-al doilea rotor 12 contrarotativ 7 prevăzut cu niște trepte TC1, respectiv, TC2 de comprimare.The biflux double-rotor axial compressor according to the invention, in order to fulfill the function of overloading the internal combustion engine, also has the second counter-rotary rotor 12 provided with some TC1 and TC2 compression stages respectively.

Treptele TC1, respectiv, TC2 de comprimare sunt conectate împreună prin intermediul 9 unei canalizații 13 semitoroidale, prevăzută cu niște aripioare sau ace de răcire, neredate în desene. Aerul va pătrunde în prima treaptă TC1 de comprimare a lui, prin intermediul unui 11 difuzor 5 de direcționare, către prima treaptă TC1 de comprimare va pătrunde cea de a doua treaptă TC2 de comprimare. 13The compression stages TC1 and TC2 respectively are connected together by means of a semi-toroidal pipe 13, provided with fins or cooling needles, not shown in the drawings. The air will enter the first step TC1 of its compression, by means of an 11-way speaker 5, the first step TC1 of the compression will enter the second stage TC2 of compression. 13

Constructiv, treptele TC1 și TC2 de comprimare au secțiunile de ieșire diminuate pronunțat față de secțiunea de intrare. 15Constructively, the compression stages TC1 and TC2 have the output sections diminished sharply relative to the input section. 15

Fluxul de aer comprimat este transmis către o canalizație 17 de refulare, destinată supraalimentării prin intermediul prizei 19 de evacuare, ce are niște ferestre 18 de evacuare, 17 cu forma specifică acelor canale de curgere ale paletelor unei trepte de compresor, și sunt practicate în arborele 10 central. 19The compressed air flow is transmitted to a discharge pipe 17, intended for supercharging via the outlet 19, which has some outlet windows 18, 17 having the specific shape of those flow channels of the blades of a compressor step, and are practiced in the shaft. 10 central. 19

Compresorul axial biflux, conform invenției, poate fi reprodus cu aceleași caracteristici și performanțe ori de câte ori este necesar, fapt care constituie un argument în vederea 21 respectării criteriului de aplicabilitate industrială a invenției.The biflux axial compressor, according to the invention, can be reproduced with the same characteristics and performances whenever necessary, which constitutes an argument in order to respect the criterion of industrial applicability of the invention.

Claims

1 Claims

3 1. Axial compressor, intended for cooling and supercharging internal combustion engines, which has a fixed housing, a stator, a central rotor and a counter rotor, an outer shaft,

5 as well as another central shaft, widened by means of needle bearings, characterized in that the outer stator (4) has some blades (

6) fixed stator, as well as some blades (8)

7 stator with variable geometry, the central rotor (10) having some blades (7 and 9, 6 'and

8 ') movable rotor, and counter rotary rotor (12) having movable rotor blades (7' and 9 '), compressed air

9 being directed by means of drainage pipes (11 and 17), to the cooling system, respectively, to the supercharging system.

Axial compressor according to claim 1, characterized in that the rotor (

12) counter-rotary has some compression steps (TC1 and TC2), connected via a

13 pipelines (13) semi-toroidal.