Вихревая машина

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (2l) 5013873/29 (22) 26.11 91 (46) 30.10.93 Бюл. Ма 39-40 (76) Староверов Константин Владимирович (54) ВИХРЕВАЯ МАШИНА (57) Сущность изобретения: в корпусе с выходным и входным патрубками установлено с возможностью вращения рабочее колесо с лопатками. В корпусе выполнен кольцевой канал, вход и выход которого сообщены соответственно с патрубками, выход (19) RU (1Ц 2ОО2114 С1 (51) байпасной линии — с каналом. Площадь меридионапьного сечения канала уменьшается от входа к выходу в направлении вращения колеса Канал выполнен с убыванием меридионального сечения на участке до подключения байпасной линии, превышающим убывание на участке после подключения.

Канал снабжен расширяющимся участком. Выход байпасной линии выполнен до расширяющегося участка канала и/или на нем. 1 зл. ф-лы, 2 ил.

2002114

Изобретение относится к насоса- и компрессоростроению, а именно к конструкциям компрессоров. вакуум-насосов и насосов вихревого типа.

Известна вихревая машина, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, установленное в нем с возможностью вращения рабочее колесо с лопатками, байпасную линию, при этом в корпусе выполнен кольцевой канал, вход и выход которого сообщены соответственно с входным и выходным патрубками, выход байпасной линии — с кольцевым каналом. Площадь меридианального сечения канала уменьшается от входа к выходу в направлении вращения колеса.

Недостатком этой машины является снижение энергетических характеристик машины, вызванное тем. что профилирование рабочего канала по его длине не учиты- 20 вает увеличения массы потока рабочей среды за счет подвода через байпасную линию. При этом на участке за подключением бзйпасной линии имеет место завышение местных коэффициентов расхода и, следо- 25 вательно, снижение местных коэффициентов напора, т.е. режим течения смещается в сторону.от оптимума.

Цель изобретения — повышение энергетических характеристик машины путем со- 30 вершенствования структуры потока.

Для этого в вихревой машине, содержащей корпус с входным и выходным патрубками, установленное а нем с возможностью вращения рабочее колесо с лопатками, байпасную линию. при этом в корпусе выполнен кольцевой канал. вход и выход которого сообщены соответственно с входным и выходным патрубками, выход байпасной линии — с кольцевым каналом, а площадь 40 меридионального сечения канала Рк уменьшается от входа к выходу в направлении вращения колеса О, канал выполнен с убыванием площади меридионального сечения на участке до подключения байпасной ли- 45 нии (dFp/d 6), превышающим убывание на участке после подключения (dFg/d 6)", Кроме того, кольцевой канал снабжен расширяющимся участком, а выход байпзсной линии выполнен до расширяющегося участка 50 и/или на нем.

Как отмечзпось, известны технические решения, предусматривающие байпасирование потока рабочей среды и убывание площади меридионального сечения рабоче- 55 го канала. Однако их совокупность в сочетании с признаками профилирования канала (уменьшение скорости снижения площади канала dFp/d О после участка подключения бзйпаса и местное расширение канала на этом участке) позволяет достичь повышения характеристик машины, т.к, обеспечивается поддержание оптимальных местных значений коэффициентов расхода р и напора ф по всей длине проточной части. Это дает основание считать предложенное техническое решение соответствующим критериям, предъявляемым к изобретению.

На фиг,1 и 2 показана развертка проточной части вихревой машины.

Вихревая машина содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, установленное в корпусе 1 с возможностью вращения рабочее колесо 4 с лопатками 5, байпасную линию б, При этом в корпусе 1 выполнен кольцевой канал 7, вход и выход которого сообщены соответственно с патрубками 2 и 3, Выход 8 байпасной линии 6 сообщен с кольцевым каналом 7, а площадь

Ек меридионапьного сечения канала 7 уменьшается от входа к выходу а направлении О вращения колеса 4. При этом канал 7 выполнен с убыванием меридионального сечения на участке до подключения байпасной линии б (бР /б 8J, превышающим убывание (dFy/d О) на участке после подключения выхода 8 байпасной линии 6.

Кроме того, кольцевой канал 7 снабжен расширяющимся участком 9, а выход 8 байпасной линии 6 выполнен до расширяющегося участка 9 канала 7 и/или на нем. Между патрубками 2 и 3 установлен разделитель

10. а на байпасной линии 6 — регулятор 11.

Вихревая машина работает следующим образом.

При вращении колеса 4 в корпусе 1 за счет взаимодействия с лопатками 5 рабочая среда через входной патрубок 2 йоступает в кольцевой канал 7. Периодическое взаимодействие потока. рабочей среды с лопатками 5 колеса 4 приводит к увеличению рабочей среды и уменьшению ее удельного объема. Сужение канала 7 в направлении вращения О позволяет поддерживать оптимальные (расчетные) значения меридионапьной (поперечной) и окружной (продальной) составляющих скорости потока.

Часть потока среды из области с высоким давлением (выходной патрубок 3 или межлопаточные пространства колеса 4, сопряженные с разделителем 10) по байпасной линии б перепускается обратно в канал

7 через выход 8 байпасной линии 6 на расширяющемся учзстке 9. Величина перепускаемого потока может изменяться с помощью регулятора 11, Массовый расход через канал 7 на участке до подключения выхода 8 байпасной линии б меньше, чем на

2002114

Формула изобретения фиг.Г

Составитель К. Староверов

Редактор М. Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3164

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 участке после него, на величину перепускаемого потока, Следовательно. местные значения коэффициента расхода р на нем также меньше, а коэффициента напора фи удельного(на единицудлины канала 7) повышения 5 давления больше. Поэтому поддержание постоянных и оптимальных значений р и фможно обеспечить, расширив канал 7 в точке подвода байпаса (участок S) и уменьшив скорость убывания площади 10 меридионального сечения канала 7

1. ВИХРЕВАЯ МАШИНА, содержаща" корпус с входным и выходным патрубками, установленное в нем с возможностью вращения рабочее колесо с лопатками, байпасную линию, при этом в корпусе выполнен кольцевой канал. вход и выход 20 которого сообщены соответственно с входным и выходным патрубками, выход байпасной линии - с кольцевым .каналом, а площадь мвридионального сечения канала

Р» уменьшается от рхода к выходу в на- 25 правлении вращения колеса О, отличаю! (dFy/б ф f >I (dFk/d 6)"

Поддержание оптимальных параметров потока по всей длине канала позволяет повысить интегральные энергетические характеристики машины, например КПД. (56) Виршубский И.M. и др. Вихревые компрессоры, Л,: Машиностроение, 1988, с.115—

117, 98 — 104.

Патент ФРГ М 3014425, кл. F 04 0 5/00, опубл. 1981. щаяся тем. что, с целью повышения энергетических характеристик машины путем совершенствования структуры потока, канал выполнен с убыванием меридианального сечения на участке до подключения байпас ной линии jdFg/бЩ превышающим убывание на участке после подключения (dFg/б0)", 2.Машина по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой канал снабжен расширяющимся участком, а выход байпасной линии. выполнен до расширяющегося участка и/или на нем..