RU178527U1 - CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL - Google Patents

CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL Download PDF

Info

Publication number
RU178527U1
RU178527U1 RU2017124924U RU2017124924U RU178527U1 RU 178527 U1 RU178527 U1 RU 178527U1 RU 2017124924 U RU2017124924 U RU 2017124924U RU 2017124924 U RU2017124924 U RU 2017124924U RU 178527 U1 RU178527 U1 RU 178527U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
centrifugal
axial
wheel
compressor
Prior art date
Application number
RU2017124924U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Григорьевич Загородников
Олег Григорьевич Машков
Андрей Николаевич Помаз
Марат Ирикович Латыпин
Original Assignee
Акционерное общество "Специальное конструкторское бюро "Турбина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Специальное конструкторское бюро "Турбина" filed Critical Акционерное общество "Специальное конструкторское бюро "Турбина"
Priority to RU2017124924U priority Critical patent/RU178527U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU178527U1 publication Critical patent/RU178527U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps

Abstract

Заявленное техническое решение относится к области компрессоростроения, а именно к рабочим колесам осерадиальных центробежных компрессоров, и может быть использовано в конструкциях одно- или многоступенчатых центробежных компрессоров высокоэффективных газотурбинных двигателей, а также в агрегатах наддува поршневых двигателей.Технический результат заявленного технического решения направлен на расширение диапазона устойчивой работы центробежного компрессора.Расширение диапазона устойчивой работы компрессора достигается за счет оптимального расположения лопаток оседиагональной и центробежной частей колеса относительно друг друга, позволяющего получить в местах перекрытия их профилей улучшение течения рабочего тела на участке повышенной аэродинамической нагрузки, приводящей к срыву потока в колесе.The claimed technical solution relates to the field of compressor engineering, namely to the impellers of centrifugal centrifugal compressors, and can be used in the construction of single or multi-stage centrifugal compressors of high-performance gas turbine engines, as well as in units of supercharged piston engines. The technical result of the claimed technical solution aims to expand the range stable operation of the centrifugal compressor. The expansion of the range of stable operation of the compressor is achieved by the optimal location of the blades of the axial and centrifugal parts of the wheel relative to each other, which allows to obtain in the places of overlapping of their profiles an improvement in the flow of the working fluid in the area of increased aerodynamic load, leading to a stall of flow in the wheel.

Description

Заявленное техническое решение относится к области компрессоростроения, а именно к рабочим колесам осерадиальных центробежных компрессоров, и может быть использовано в конструкциях одно- или многоступенчатых центробежных компрессоров высокоэффективных газотурбинных двигателей, а также в агрегатах наддува поршневых двигателей.The claimed technical solution relates to the field of compressor engineering, namely to the impellers of centrifugal centrifugal compressors, and can be used in the construction of single or multi-stage centrifugal compressors of high-performance gas turbine engines, as well as in units of supercharged piston engines.

Известны радиальные рабочие колеса центробежных компрессоров, содержащие чередующиеся основные лопатки и расположенные между ними укороченные дополнительные лопатки (а.с. №817320, приоритет 15.11.1978 г., МКИ F04D 29/28). Особенностью этого колеса является то, что дополнительные лопатки короче основных лопаток и смещены относительно последних в сторону выхода из колеса.Known radial impellers of centrifugal compressors containing alternating main blades and shortened additional blades located between them (AS No. 817320, priority 15.11.1978, MKI F04D 29/28). A feature of this wheel is that the additional blades are shorter than the main blades and offset relative to the latter towards the exit from the wheel.

Такие колеса имеют меньший напор, чем у осерадиальных колес из-за отсутствия оседиагональной части. Наличие вращающегося покрывного диска увеличивает эффективность работы компрессора, однако следует отметить, что диапазон устойчивой работы таких компрессоров также недостаточен.Such wheels have a lower head than axial wheels because of the absence of an axially diagonal part. The presence of a rotating cover disk increases the efficiency of the compressor, however, it should be noted that the range of stable operation of such compressors is also insufficient.

Известна центробежная ступень компрессора (патент на изобретение №2132002, приоритет 16.12.1997, МПК F04D 17/08, F04D 29/28), содержащая рабочее колесо с покрывающим диском, радиальным расположением лопаток, осевым входом потока, углами входа лопаток 30°-40°, углами выхода лопаток 30°-35°, и вращающийся направляющий аппарат (ВНА) с лопатками, установленными в осевой части ступени между покрывающим диском и втулкой. Причем лопатки ВНА имеют в разных сечениях по высоте одинаковые соответственные углы наклона между средней линией лопатки и окружным направлением на входе и выходе из ВНА и устанавливаются по выходным кромкам на границе криволинейного безлопаточного участка колеса.Known centrifugal compressor stage (patent for invention No. 2132002, priority 16.12.1997, IPC F04D 17/08, F04D 29/28) containing an impeller with a covering disk, radial arrangement of the blades, axial inlet flow, the angles of entry of the blades 30 ° -40 °, the angles of exit of the blades 30 ° -35 °, and a rotating guide vane (VNA) with blades mounted in the axial part of the stage between the covering disk and the sleeve. Moreover, the VNA blades have identical corresponding angles of inclination in different sections along the height between the middle line of the blade and the circumferential direction at the entrance and exit of the VNA and are installed along the output edges at the boundary of the curved bezoplatochny section of the wheel.

Такие колеса имеют большой напор и высокую эффективность работы, однако диапазон работы такого компрессора недостаточен вследствие образования завихрений из-за наличия углов атаки потока на лопатки на некоторых режимах работы. Однако следует отметить, что такие колеса имеют очень сложную технологию изготовления, что делает их очень дорогими, в машиностроении их практически не применяют.Such wheels have a high head and high working efficiency, however, the range of operation of such a compressor is insufficient due to the formation of vortices due to the presence of angles of attack of the flow on the blades in some operating modes. However, it should be noted that such wheels have a very complex manufacturing technology, which makes them very expensive, they are practically not used in mechanical engineering.

Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков является рабочее колесо турбокомпрессора (патент на полезную модель №103148, приоритет 23.06.2010, МПК F04D 29/44), состоящее из входной оседиагональной и выходной центробежной частей, которые выполнены в виде дисков с изогнутыми рабочими лопатками по типу «блиск», причем лопатки оседиагональной части смещены относительно лопаток центробежной части в окружном направлении. При этом в проекции на меридиональную плоскость выходные кромки лопаток оседиагональной части пересекаются с входными кромками лопаток центробежной части, а конструктивные углы выходных кромок лопаток оседиагональной части выполнены отличными от конструктивных углов входных кромок лопаток центробежной части.The closest to the claimed technical solution for the combination of essential features is the turbocharger impeller (utility model patent No. 103148, priority 23.06.2010, IPC F04D 29/44), consisting of input axial-diagonal and output centrifugal parts, which are made in the form of disks with curved working blades of the “blisk” type, with the blades of the axially diagonal part being offset relative to the blades of the centrifugal part in the circumferential direction. Moreover, in the projection onto the meridional plane, the output edges of the blades of the axial part intersect with the input edges of the blades of the centrifugal part, and the design angles of the output edges of the blades of the axial part are different from the design angles of the input edges of the blades of the centrifugal part.

Такие колеса имеют высокую эффективность и высокое значение напора, что уменьшает диапазон работы компрессора.Such wheels have high efficiency and high head value, which reduces the range of operation of the compressor.

Технический результат заявленного технического решения направлен на расширение диапазона устойчивой работы центробежного компрессора.The technical result of the claimed technical solution is aimed at expanding the range of stable operation of a centrifugal compressor.

Указанный технический результат достигается тем, что в рабочем колесе компрессора, состоящем из входной оседиагональной и выходной центробежной частей, которые выполнены в виде дисков с изогнутыми рабочими лопатками, причем в проекции на меридиональную плоскость выходные кромки лопаток оседиагональной части пересекаются с входными кромками лопаток центробежной части, максимальное перекрытие на периферии лопаток в осевом направлении, составляет 0,2-0,5 от осевой длины проточной части рабочего колеса, у основания лопаток оседиагональной и центробежной частей колеса перекрытие отсутствует, при этом межлопаточный канал между вогнутой поверхностью лопаток оседиагональной части и выпуклой поверхностью лопаток центробежной части в местах перекрытия эквидистантен и имеет ширину на входе на периферии 0,1-0,2 шага межлопаточного канала ряда лопаток оседиагональной части. Кроме того лопатки центробежной части имеют два ряда чередующихся лопаток разной длины, причем ряд коротких лопаток находится на некотором расстоянии от места перекрытия лопаток оседиагональной и центробежной частей колеса.The specified technical result is achieved by the fact that in the impeller of the compressor, consisting of the input axial and output centrifugal parts, which are made in the form of disks with curved working blades, and in the projection onto the meridional plane, the output edges of the blades of the axial part intersect with the input edges of the blades of the centrifugal part, the maximum overlap at the periphery of the blades in the axial direction is 0.2-0.5 of the axial length of the flowing part of the impeller, osediagonal at the base of the blades and centrifugal wheel units overlap offline, the interscapular channel between the concave surface portion osediagonalnyh blades and a convex surface portion of the centrifugal vanes overlap in places equidistant and has a width at the inlet at the periphery of 0.1-0.2 step interblade channel number of blades osediagonalnyh portion. In addition, the blades of the centrifugal part have two rows of alternating blades of different lengths, with a number of short blades located at some distance from the overlap of the blades of the axial and centrifugal parts of the wheel.

Расширение диапазона устойчивой работы компрессора достигается за счет оптимального расположения лопаток оседиагональной и центробежной частей колеса относительно друг друга, позволяющего получить в местах перекрытия их профилей улучшение течения рабочего тела на участке повышенной аэродинамической нагрузки, приводящей к срыву потока в колесе.The expansion of the range of stable operation of the compressor is achieved due to the optimal location of the blades of the axial and centrifugal parts of the wheel relative to each other, which allows to obtain an improvement in the flow of the working fluid at the areas of increased aerodynamic load at the points of overlap of their profiles, which leads to a disruption of the flow in the wheel.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1-2 показан пример конкретного выполнения, который иллюстрирует сущность заявляемого технического решения, возможность технической реализации и достижение заявляемого технического результата;in FIG. 1-2 shows an example of a specific implementation, which illustrates the essence of the claimed technical solution, the possibility of technical implementation and the achievement of the claimed technical result;

на фиг. 1 показаны оседиагональная и центробежная части рабочего колеса в проекции на меридиональную плоскость;in FIG. 1 shows the axial and centrifugal parts of the impeller in projection onto the meridional plane;

на фиг. 2 схематично изображена установка решетки профилей вращающегося направляющего аппарата (ВНА) и двухрядной решетки колеса с перекрытием профилей на периферийном сечении меридионального контура.in FIG. 2 schematically shows the installation of a profile lattice of a rotating guide vane (VNA) and a double-row wheel lattice with overlapping profiles on the peripheral section of the meridional contour.

Рабочее колесо центробежного осерадиального компрессора состоит из вращающегося направляющего аппарата 2 с лопатками 3, входные участки которых обеспечивают безотрывное обтекание на входе и колесо 1 с двухрядной или однорядной решеткой профилей 4, 8. Прямолинейные выходные кромки 6 лопаток ВНА 3 наклонены в сторону выхода потока, а прямолинейные входные кромки 7 лопаток 6 первого ряда рабочего колеса 1 наклонены в сторону входа потока, при этом образуется перекрытие 3, 6 профилей максимально на периферии проточной части, где имеет место отрыв потока.The impeller of a centrifugal axial radial compressor consists of a rotating guide apparatus 2 with blades 3, the inlet sections of which provide continuous flow at the inlet and the wheel 1 with a double-row or single-row grating of profiles 4, 8. The straight-line output edges 6 of the VHA 3 blades are inclined towards the flow outlet, and rectilinear inlet edges 7 of the blades 6 of the first row of the impeller 1 are inclined towards the inlet of the flow, thus forming an overlap of 3, 6 profiles maximally on the periphery of the flow part, where there is a separation flow.

В месте перекрытия профилей на периферии лопаток между спинкой лопаток рабочего колеса и корытом лопаток ВНА образуется канал 5 шириной а, равной 0,1-0,2 шага лопаток ВНА на наружном диаметре, через который проходит воздух, стабилизирующий пограничный слой в зоне срыва потока на лопатке 4 и расширяет диапазон устойчивой работы компрессора. Межлопаточный канал 5 имеет в цилиндрическом сечении форму конфузора со степенью конфузорности 1,05-1,5.In the place of overlapping profiles on the periphery of the blades between the back of the blades of the impeller and the trough of the BHA blades, a channel 5 is formed with a width a equal to 0.1-0.2 of the pitch of the BHA blades on the outer diameter, through which air passes, stabilizing the boundary layer in the zone of flow stall blade 4 and extends the range of stable operation of the compressor. The interscapular channel 5 has a cylindrical section in the shape of a confuser with a degree of confusivity of 1.05-1.5.

Claims (1)

Рабочее колесо компрессора, состоящее из входной оседиагональной и выходной центробежной частей, которые выполнены в виде дисков с изогнутыми рабочими лопатками, в проекции на меридиональную плоскость выходные кромки лопаток оседиагональной части пересекаются с входными кромками лопаток центробежной части, отличающееся тем, что лопатки центробежной части имеют два ряда чередующихся лопаток разной длины, длинные лопатки в меридиональной плоскости пересекаются в осевом направлении с рядом лопаток оседиагональной части колеса, максимальное перекрытие на периферии лопаток в осевом направлении составляет 0,2-0,5 от осевой длины проточной части рабочего колеса, у основания лопаток оседиагональной и центробежной части колеса перекрытие отсутствует, ряд коротких лопаток находится на некотором расстоянии от места перекрытия лопаток осерадиальной и центробежных частей колеса, при этом межлопаточный канал между вогнутой поверхностью лопаток вращающегося направляющего аппарата и выпуклой поверхностью лопаток колеса в местах перекрытия эквидистантен, и имеет ширину на входе на периферии 0,1-0,2 шага межлопаточного канала.The impeller of the compressor, consisting of the inlet axial and outlet centrifugal parts, which are made in the form of disks with curved working blades, in the projection onto the meridional plane, the output edges of the blades of the axial part intersect with the inlet edges of the centrifugal part blades, characterized in that the centrifugal part blades have two a series of alternating blades of different lengths, long blades in the meridional plane intersect in the axial direction with a number of blades of the axial diagonal part of the wheel, maxim the axial overlap at the periphery of the blades in the axial direction is 0.2-0.5 of the axial length of the flowing part of the impeller, there is no overlap at the base of the blades of the axial and centrifugal parts of the wheel, a number of short blades is at some distance from the overlap of the blades of the axial and centrifugal parts wheels, while the interscapular channel between the concave surface of the blades of the rotating guide vane and the convex surface of the wheel blades at the overlapping points is equidistant, and has an entrance width de at the periphery of 0.1-0.2 steps of the interscapular canal.
RU2017124924U 2017-07-12 2017-07-12 CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL RU178527U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124924U RU178527U1 (en) 2017-07-12 2017-07-12 CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124924U RU178527U1 (en) 2017-07-12 2017-07-12 CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU178527U1 true RU178527U1 (en) 2018-04-06

Family

ID=61867956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017124924U RU178527U1 (en) 2017-07-12 2017-07-12 CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU178527U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191663U1 (en) * 2019-04-23 2019-08-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Centrifugal impeller of a gas turbine engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2127905A (en) * 1982-09-30 1984-04-18 Gen Electric Centrifugal compressor
US5478206A (en) * 1991-03-23 1995-12-26 Robert Bosch Gmbh Impeller for a radial fan
RU2132002C1 (en) * 1997-12-16 1999-06-20 Журавлев Юрий Иванович Centrifugal stage of compressor
RU103148U1 (en) * 2010-06-23 2011-03-27 Закрытое Акционерное Общество "Астронит" TURBO COMPRESSOR WHEEL

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2127905A (en) * 1982-09-30 1984-04-18 Gen Electric Centrifugal compressor
US5478206A (en) * 1991-03-23 1995-12-26 Robert Bosch Gmbh Impeller for a radial fan
RU2132002C1 (en) * 1997-12-16 1999-06-20 Журавлев Юрий Иванович Centrifugal stage of compressor
RU103148U1 (en) * 2010-06-23 2011-03-27 Закрытое Акционерное Общество "Астронит" TURBO COMPRESSOR WHEEL

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191663U1 (en) * 2019-04-23 2019-08-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Centrifugal impeller of a gas turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10480531B2 (en) Axial flow compressor, gas turbine including the same, and stator blade of axial flow compressor
US3832089A (en) Turbomachinery and method of manufacturing diffusers therefor
US10113439B2 (en) Internal shroud for a compressor of an axial-flow turbomachine
US9890792B2 (en) Radial or mixed-flow compressor diffuser having vanes
US9810226B2 (en) Axial compressor
US20120272663A1 (en) Centrifugal compressor assembly with stator vane row
CN102587997A (en) Vane for an axial flow turbomachine and corresponding turbomachine
KR20170026493A (en) Diffuser for a radial compressor
EP3192983A1 (en) Exhaust hood and its flow guide for steam turbine
KR20190060710A (en) Radial compressor and turbocharger
US10113430B2 (en) Group of blade rows
RU178527U1 (en) CENTRIFUGAL COMPRESSOR OPERATING WHEEL
US10370973B2 (en) Compressor airfoil with compound leading edge profile
KR102346583B1 (en) Discharge region of a turbocharger turbine
JP2012188957A (en) Axial flow turbine
CN107624150B (en) Guide vane, radial compressor, exhaust gas turbocharger
US11781442B2 (en) Turbine having an internal secondary space equipped with fins for correcting gyration of an airflow
RU2353818C1 (en) Vaned diffuser of centrifugal compressor
RU2334901C1 (en) Centrifugal compressor stage
RU191663U1 (en) Centrifugal impeller of a gas turbine engine
RU121524U1 (en) RADIAL TURBINE
RU2452876C1 (en) Radial-flow compressor stage
CN110778532A (en) Air gap fin for turbine engine compressor
RU173928U1 (en) CENTRIFUGAL COMPRESSOR DOUBLE-TIER SHOVEL DIFFUSER
RU185913U1 (en) Centrifugal compressor blade diffuser

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190713