Компрессор на основе волн сжатия

; в энергомашиностроеовании компрессоров на - волновых обменников ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Асеа Бруан Бовери ЯГ (СН)(56) Патент Великобритании ЛЬ 1434253, клР 1 М, опубл, 1976.(54) КОМПРЕССОР НА ОСНОВЕ ВОЛНСЖАТИЯ(57) Использованиении при конструироснове волн сжатия Изобретение касается компрессора на основе волн сжатия согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.В основу изобретения положена задача так сформировать геометрию входных и выходных корпусов в компрессоре на основе волн сжатия указанного вначале типа, чтобы среда в проточных каналах этих корпусов создавала такой же радиальный градиент давления, что и в еамих ячейках ротора,Эта задача решается посредством признаков отличительной части пункта 1 формулы изобретения. Существенное преимущество изобрете ния состоит в том, что за счет закруглений присоединительных корпусов в осевом на правлении канала создается поле ускоре ний, которое препятствует укаэанным выше процессам уравновешивания в ячейках в зо нах конца ротора/корпусов, Тем самым там давления, Сущность изобретения; каналы присоединительных корпусов 3, 4 перед входными отверстиями ячеек 2 и за их выходными отверстиями закруглены к оси 5 ротора 1 радиусом В, определяемым в зависимости от скорости у течения среды, среднего диаметра О ротора 1 и его угловой скорости в, Длина каждого из закругленных участков корпуса 3, 4 составляет три гидравлических диаметра ячейки 2. Причем закругленный участок выходного корпуса 4 переходит в диффузор. Усовершенствования создают благоприятные условия течению среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. исключается опасность отрыва и обратныхтечений,В дальнейшем со ссылкой на чертежсхематически рассматривается пример исполнения изобретения. Не представлены теэлементы, которые не нужны для пониманиясамого изобретения. 00Следующие выкладки имеют силу для СЛкомпрессоров на основе волн сжатия с про- ацессом противотока волн сжатия, при кото- сОром вход и выход воздуха происходит надвух противоположных сторонах ротора 1,но аналогично имеют силу и для процесса,при котором вход и выход воздуха осущест-Авляется на одной и той же стороне ротора.Упомянутый противоточный процесс преимущественно применяется в компрессорах высокого давления газовых турбин.Ротор 1 на чертеже для лучшей наглядности представлен схематически и в разрезе, При таком представлении видно50 55 отдельную ячейку 2 и присоединенные к ней корпуса 3 и 4, Не показана обечайка, окружаь чая ротор 1 и соединяющая корпуса, Ось ротора 5 является симметричной. В ячейках из-за вращения ротора 1 создается радиальный и возвращающий наружу градиент давления. При прямом входном корпусе поток на входе За в ячейку 2 из-за имеющихся там градиентов давления ускоряется на внутренней стороне ячейки 2, а на наружной стороне ячейки тормозится. Это значит, что при такой конфигурации возникает вредное вторичное течение. Другой вредный вторичный поток вытекает из ячейки 2, когда выходной корпус имеет прямую геометрию истечения: в области выхода 4 а из ячейки 2 в потоке образуется отрыв, который приводит к обратному потоку из выходного корпуса назад внутрь ячейки 2, причем обратное течение направлено от ме.ста более высокого градиента давления к месту более низкого градиента давления,Если же корпуса выполнены, например, согласна чертежу, то в их искривлениях создается действующая на поток центробежная сила, образующаяся и этом случае в ячейке 2: среда в закругленном входном корпусе 3 имеет на входе За в ячейку 2 тот же градиент давления, который был там обнаружен, т,е, нарастающий радиально наружу градиент давления, благодаря чему никаких вторичных потоков возникать не может. Такой же эффект имеет место и в закругленном выходном корпусе 4. Т.е, можно сказать, что благодаря закруглению присоединительных корпусов (входной корпус 3, выходной корпус 4) в осевом направлении в соответствующем канале Йрисоединительного корпуса создается поле ускорений, препятствующее упомянутым уравновешивающим процессам в области входа За и выхода 4 а соответственно в ячейку 2 или из нее,Таким образом достигается то, что ячейка 2 непрерывно чисто заполняется средой и может опустошаться, что, в частности, положительно влияет на плотность мощности компрессора на основе волн сжатия.Оптимальные радиусы закругления В определяются 3 параметрами:- в зависимости от скорости ч течения среды;.- в зависимости от среднего диаметра Р ротора;- в зависимости от угловой скорости й) ротора 1.Радиус закругления В, при котором возникающая там центробежная сила соответствует центробежной силе в ячейке 2,.определяется как функция:2 чР аРДлина закругления корпусов 3, 4 составляет преимущественно со стороны входа За вверх по потоку и со стороны выхода 4 а вниз по потоку три гидравлических диаметра ячейки. Этой зоной обеспечивается то, что в любом случае выше или ниже возникающие вторичные потоки или уравновешивающие процессы не мешают более течению в области входа За и ячейку 2 и соответственно выхода 4 а. Само собой разумеется, что эта длина закруглений должна учитывать геометрические данные присоединительных корпусов, Ниже по течению от выходного отверстия 4 а после укаэанной длины закругления создается диффуэор для плавного перехода потока в следующую направляющую. Если на выходе 4 а из конструктивных соображений закругление невозможно, можно обойтись установкой одного диффузора. Формула изобретения 1. Компрессор на основе волн сжатия,содержащий ротор с равномерно расположенными по периферии параллельно оси ротора ячейками для газообразных сжимающей и сжимаемой сред и неподвижные присоединительные входной и выходной корпуса с каналами для направления сред, сообщенными с ячейками, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД путем исключения отрыва потока и обратных течений, каналы присоединительных корпусов перед входными отверстиями ячеек и за выходными отверстиями ячеек закруглены в осевых направлениях к оси ротора радиусом, определяемым выраженигде ч - скорость истечения среды;Р - средний диаметр ротора;в- угловая скорость ротора.2, Компрессор по п. 1, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что длина каждого из закругленных участков присоединительных корпусов от входного отверстия ячейки вверх по потоку и от ее выходного отверстия вниз по потоку составляет три гидравлических диаметра ячейки,3, Компрессор по п.2, отл и чаю щи йс я тем, что закругленный участок выходного корпуса переходит в диффуэор.1828519 Составитель И,АлешинТехред М.Моргентал Редакт Корректор Л.Пилипенко дательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 роизводстве аказ 23 б 8 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5