Рециркуляционная структура для турбокомпрессора - RU2004129277A

Реферат

1. Рециркуляционная структура для турбокомпрессора, имеющая расположенную концентрично оси турбокомпрессора в зоне свободных концов лопаток лопаточного венца кольцевую камеру, которая в радиальном направлении граничит с контуром основного проточного канала, так называемого кольцевого пространства, и с ее граничащей с контуром основного проточного канала стороны по всей ее осевой длине и по всей ее окружности открыта в сторону этого основного проточного канала и которая снабжена множеством расположенных внутри нее и распределенных по ее окружности направляющих элементов, которые за счет их соответствующего размещения и придания им соответствующей формы обеспечивают в задней в осевом направлении части кольцевой камеры аэродинамически рациональное поступление в нее рециркуляционного потока, а в передней в осевом направлении части кольцевой камеры обеспечивают выход из нее рециркуляционного потока в заданном направлении, а также необязательно его закручивание в определенном направлении относительно расположенного далее по ходу потока лопаточного венца, при этом в передней и/или задней части кольцевой камеры между ее передней, соответственно задней стенкой и направляющими элементами имеются выемки для прохода потока в окружном направлении кольцевой камеры, отличающаяся тем, что свободные кромки (41-44) направляющих элементов (37-40) по всей их осевой длине лежат на или вблизи линии, ограничивающей контур (11, 12) основного проточного канала (9, 10), а осевая середина кольцевой камеры (29-32) расположена по ходу потока перед осевой серединой свободных концов (25-28) лопаток.

2. Рециркуляционная структура по п.1, отличающаяся тем, что она в количестве одной или нескольких штук расположена неподвижно относительно корпуса турбокомпрессора, т.е. выполнена статической, в зоне одного или нескольких рабочих колес (20, 23, 24) и/или в количестве одной или нескольких штук расположена неподвижно относительно ступицы рабочего колеса турбокомпрессора, т.е. выполнена вращающейся, в зоне одного или нескольких направляющих аппаратов (15).

3. Рециркуляционная структура по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она расположена в одно- или многоступенчатом турбокомпрессоре осевого, диагонального или центробежного типа.

4. Рециркуляционная структура по п.1 или 2, отличающаяся тем, что передняя в осевом направлении стенка (33) и задняя в осевом направлении стенка (34) кольцевой камеры (29) наклонены начиная от их кромок (35, 36), лежащих на линии, ограничивающей контур (11) основного проточного канала (9), на одинаковый или различный угол α навстречу потоку, т.е. наклонены вперед.

5. Рециркуляционная структура по п.4, отличающаяся тем, что угол α наклона передней и задней в осевом направлении стенок кольцевой камеры, отсчитываемый от радиального направления, составляет от 30 до 60°.

6. Рециркуляционная структура по п.1 или 2, отличающаяся тем, что направляющие элементы (37-40) выполнены в виде ровных или искривленных металлических пластин постоянной толщины либо в виде пространственно искривленных лопаток с переменной толщиной и с определенным профилем сечения.

7. Рециркуляционная структура по п.6, отличающаяся тем, что направляющие элементы (37-40), если смотреть в осевом направлении, радиально наклонены или искривлены в окружном направлении, при этом в случае их наклона или искривления углы β подобраны с таким расчетом, чтобы облегчить с аэродинамической точки зрения, т.е. обеспечить аэродинамически рациональное, поступление рециркуляционного потока в кольцевую камеру (29-32).

8. Рециркуляционная структура по п.6, отличающаяся тем, что соотношение между общим объемом потока и общим объемом направляющих элементов (37-40) в пределах рециркуляционной структуры (1-4) подобрано максимально возможным, т.е. направляющие элементы (37-40) выполнены минимально возможной толщины, соответственно спрофилированы минимально тонкими.

9. Рециркуляционная структура по п.6, у которой ее направляющие элементы в осевом направлении доходят вплоть до зоны свободных концов лопаток, отличающаяся тем, что свободные кромки (44) направляющих элементов (40) по меньшей мере на участке, расположенном радиально напротив свободных концов (28) лопаток, радиально удалены от них на такое расстояние, при котором при нормальной работе турбокомпрессора исключается соприкосновение концов (28) лопаток с направляющими элементами (40).

10. Рециркуляционная структура по п.6, отличающаяся тем, что направляющие элементы (37-40) выполнены из металла, такого как сталь или сплав на основе Ni либо Со, из легкого металла, такого как А1, или из синтетического материала, такого как термопласт, реактопласт или эластомер.

11. Рециркуляционная структура по п.10, отличающаяся тем, что свободные кромки (41-44) направляющих элементов (37-40), если они выполнены из легкого металла или синтетического материала, доходят вплоть до зоны свободных концов (25-28) лопаток и допускают возможность соприкосновения с ними.

12. Авиационный двигатель, снабженный турбокомпрессором по меньшей мере с одной рециркуляционной структурой по одному из пп.1-11.

13. Стационарная газовая турбина, снабженная турбокомпрессором по меньшей мере с одной рециркуляционной структурой по одному из пп.1-11.