Статор вихревой машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 11 Р 04 О 5/00, Р 01 О 1/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(56) Авторское свидетельство СССР(54) СТАТОР ВИХРЕВОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к вихревым машинам и может быть использовано в области насосостроения, двигателестроения икомпрессоростроения, Цель изобретения -повышение эффективности работы машиныпутем снижения гидравлических потерь.Статор вихревой машины содержит корпус1, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая камера(К) 2, В К 2 расположены лопатки Л) 3 с рабочими кромками4. Угол между ЛЗ и меридиональной плоскоПЯО 1697596 АЗ стью В= 25 - 50, при этом рабочая кромка 4 ЛЗ образует с меридиональной плоскостью угол а = 0 - 18. Относительный шаг между ЛЗ составляет т = - = 0,35 - 0,6, где т - шаг ЛЗ, замеренный на диаметре центров рабочих кромок 4; О - ширина К 2. Относительная максимальная глубина К 2 и = - = 0,45 - 0,8,Огде- максимальная. глубина К 2 в меридиональном сечении, При работе машины среда в К 2 за счет взаимодействия с ЛЗ движется спиралеобразно, оказь:вая эффективное сопротивление обратному току. При этом за счет выполнения статорэ машины с указанными соотношениями размеров достигается снижение гидравлических потерь и повышается мощность и КПД машины, 6 ил., 4 табл.Изобретение относится к вихревым машинам и может быть использовано в области насосостроенйя, двигателестраени икоми рессаростроения,Известен статор роторной машины, например, двигателя с внутренней рабочейповерхиостьк и пазами, в которых установлены пластины 1,Недостатком известной конструкцииявляется наличие значительного тренияпластин в пазу статора,Известен статор вихревой Машины, навнутренней поверхности ксторого выполнена кольцевая камера, снабженная лопаткэми, установленными с наклоном внаправлении вращения к радиусу колеса ипод углом к его оси 2,Недостатком указанного статора являются неоптимальна.е уловия работы за счетбольших гидоавлических пстерь и, как следствие, низкие мощность и КПД мааинь;.Цель изобретения - . повышение эффек,тивности работы машины, ее мощности иКПД путем снижения гидравлических потерь.Поставленная цель достигаешься тем, чтостатор вихревой машины содеркит кольцевую камеру с неподвижными оакам, закрепленными в ней равномерно в окружномнаправлении, пои этом лопатки и их рабочие кромки наклонены к меридианальной плоскости, лопатки вблизи рабочих кромоквыполнены плоскими, при этом углы наклона лопаток и их рабочих кромок равны соответственно 25 - 50 и 0-18" шаг установкилопаток в окружном направлении на диаметре центров рабочих кромок равен 0,35 -0-6 О, а максиМальная глубина кольцевойкамеры равна 0,45 - 0,8 О, гре 0 - ширинакольцевой камеры,Выполнение статора с указанными выше соотношениями позволяет значителноснизить гидравлические потери и повыситьКПД вихревой машины,На фиг. 1 изобракен статор вихревоймашины; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1;на фиг, 3 - вид Б на фиг, 2; на фиг, 4 - статорс лопатками на боковой поверхности, вариант выполнения; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4;иа фиг. 6 - сечение Г - Г на фиг, 4,Статор вихревой машины содержиткорпус 1, иа внутренней поверхности которого выполнена кольцевая камера 2, В кольцевой камере 2 расположены лопатки 3 срабочими кромками 4. Угол между лопаткой3 и меридианальной плоскостью, содержащей ось ротора вихревой машины, составляет 6 = 25 - 500, при этом рабочая кромка 4лопатки образует с меридианальной плоскостью угол а=-0 - 18, Относительный шаг- тмежду лопатками составляет т = - -= 0,3500,6, где т - шаг лопаток, замереиный на5 диаметре центров рабочих кромок, 0 - ширина кольцевой камеры 2. Относительнаямаксимальная глубина камеры и = - = 0,450ОЯ, где Ь - максимальная глубина кольцевой10 камеры 2 в меридиональном сечении.При работе вихревой машины рабочаясреда кольцевой камеры 2 за счет взаимодействия с лопатками 3 движется спиралеобразно, Таким образом оказывается15 эффективное сопротивление обратному току. За счет этого образуется разность давлений на входе и выходе. а на ротор действуетмоментРасчеты, проведенные на основании из 20 вестной теории лопаточных машин (Степанов Г,Ю. Гидродинамика решетоктурбомашин, - У,; Физматгиз, 1962. с. 512показали, что при 3 меньше 25 резко снижается коэффициент удельного сопротивле 25 ния обратному току 1. из-за большойвеличины ударных потерь при входе в межлопаточиое пространство, обусловленныхзначительной величи ой угла атаки потока;при,8 больше 50 резко возрастают потери30 энергии потока в межлопаточных каналахиз-за увеличения потерь иа трение, значительности диффузорнссти и угла поворота по"тока,Расчетные значения коэффициента35 удельного сопротивления обратному току взависимости от,д при 1= 0,5; Ь =- 0,6, а= 10приведены в табл, 1,Кроме того, проведенные по той же методике расчеты выявили вполне определен 40 ные зависимости по влиянию на 1:, 1 д иТ.С ростом а вначале наблюдается некоторое увеличение А, но при а большем 18значение коэффициента удельного сопротивления л резко снижается из-за удлинения траектории движения частиц жидкостиили газа в межлопаточном пространстве,увеличения загромождениости камеры 2 лопатками, а также неодинаковости угловыхкоординат охода и выхода потока в межлопаточное пространство, Наиболее простая визготовлении конструкция статора при а ==О.Расчетные значения коэфФициента .удельного сопротивления 1 в зависимостиот а при 3 =: 35": 1 = 0,5; Ь = 0,6 приведеныв табл. 2.При,малых значениях относительногошага 1 меньше 0,35 вследствие конечнойтолщины лопаток имеет место большое за,8 1.,8 громождение камеры лопатками и, кроме того, увеличина поверхность трения для потока в меклопаточном пространстве ведет к резкому снижению 1. При с больше 0,6 лопатки слабо воздействуют на поток и решетка лопаток становится для него более прочной, что ведет к значительному сниже- ниюЛ,Расчетные значения Л в зависимости от с при Р = 35, а = 10; И = 0,6 приведены в табл. 3.При относительной максимальной глубине камеры Б меньше 0,45 резко снижается А из-за ослабленйя взаимодействия потока с лопатками, особенно в центре проточной части, где рабочая среда беспрепятственно перетекает из области высокого давления в область низкого. При Б больше 0,8 резко возрастают потери на трение в межлопаточном канале, что также ведет к снижению Я,.Расчетные значения Л в зависимости отопри /3=-35 а =10; с=0,5 приведены в табл, 4. Таким образом, выполнение статоралопатками с указанными выше соотношениями размеров позволит достичь оптимальности работы машины эа счет сниженн 5 гидравлических потерь и вследствие этогоповысить мощность и КПД.Формула изобретения Статор вихревой машины, содержащийкольцевую камеру с неподвижными лопат ками, закрепленными в ней равномерно ьокружном направлении, при этом лопатки и их рабочие кромки наклонены к меридиональной плоскости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности 15 в работе машины путем снижения гидравлических потерь, лопатки вблизи рабочих кромок выполнены плоскими, при этом угль: наклона лопаток и их рабочих кромок равны соответственно 25-50 и 0-18, шаг уста новки лопаток в окружном напоавлении надиаметре центров рабочих кромок равен 0,35 - 0,6)0, а максимальная глубина кольцевой камеры - (0,45 - 0,8)0, где О - ширина кол ьцевой камеры.25/-/РаЗ Ь,Риу/тР Составитель В. ПримазоРедактор М, Янкович Техред М.Моргентал ректор С, Черни Заказ 4317 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5