Компоновка компрессора
Компоновка компрессора, по меньшей мере, из одноступенчатого осевого компрессора и, по меньшей мере, из одноступенчатого центробежного компрессора, причем со стороны ротора конструктивные узлы со стороны ротора ступени или каждой ступени осевого компрессора и конструктивные узлы со стороны ротора ступени или каждой ступени центробежного компрессора действуют соответственно на общем ведущем вале. Причем отношение между максимальным диаметром вала на участке осевого компрессора и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала на участке центробежного компрессора составляет от 1,5 до 3,0. Изобретение направлено на повышение давления установки. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к компоновке компрессора согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Из публикации DE 102009016392 A1 известна компоновка компрессора с осевым компрессором и центробежным компрессором, расположенные на одной оси друг за другом на общем вале. Согласно DE 102009016392 A1 конструктивные узлы со стороны ротора ступени или каждой ступени осевого компрессора и конструктивные узлы со стороны ротора ступени или каждой ступени центробежного компрессора расположены соответственно на общем ведущем вале или фиксированы на нем.
Максимально возможное повышение давления такой компоновки компрессора ограничено динамическими характеристиками ротора. В частности, повышение давления ограничено собственной частотой, прочностью и колебательностью узлов со стороны ротора компоновки компрессора.
Известные до настоящего времени компоновки компрессора из осевого компрессора и центробежного компрессора, расположенные на одной оси друг за другом на общем ведущем вале, характеризуются тем, что ведущий вал имеет на участке осевого компрессора, а также центробежного компрессора почти идентичный диаметр. Это следует также из чертежа в DE 102009016392 А1.
Требуется компоновка компрессора, с помощью которой можно повысить давление по сравнению с известными компоновками компрессора.
Исходя из этого в основе данного изобретения лежит задача создать новую компоновку компрессора. Эта задача решается компоновкой компрессора согласно пункту 1 формулы изобретения. Согласно изобретению отношение между максимальным диаметром вала на участке осевого компрессора и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала на участке центробежного компрессора составляет от 1,5 до 3,0.
Данным изобретением предлагается увеличить диаметр вала в компоновке компрессора из осевого компрессора и центробежного компрессора с общим валом на участке осевого компрессора и, в частности, так, чтобы максимальный диаметр вала на участке осевого компрессора был больше, по меньшей мере, на 50% минимального радиального посадочного диаметра колеса вала на участке центробежного компрессора. Это может повысить, с одной стороны, по сравнению с известными компоновками компрессора, вырабатываемый рост давления, а, с другой стороны, уменьшить конструктивную длину таких компоновок компрессора.
Предпочтительно, если отношение между максимальным диаметром вала на участке осевого компрессора и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала на участке центробежного компрессора составляет от 1,8 до 3,0. Это отношение между диаметрами вала особенно предпочтительно.
Предпочтительные усовершенствованные варианты изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания. Посредством чертежа более подробно разъясняются примеры выполнения изобретения, не ограничиваясь им. На чертеже показано следующее:
фиг. 1 - схематичное перспективное изображение соответствующей изобретению компоновки компрессора.
Данное изобретение относится к компоновке компрессора, по меньшей мере, из одноступенчатого осевого компрессора и, по меньшей мере, одноступенчатого центробежного компрессора.
На фиг. 1 показан схематично вид сбоку узлов со стороны ротора примера выполнения согласно изобретению компоновки 1 компрессора, причем компоновка 1 компрессора по фиг. 1 содержит многоступенчатый осевой компрессор и многоступенчатый центробежный компрессор 3. В показанном примере выполнения осевой компрессор 2 содержит семь ступеней осевого компрессора, а центробежный компрессор 3 - две ступени центробежного компрессора, причем осевой компрессор 2 и центробежный компрессор 3 действуют на одной оси друг за другом или рядом на общем вале 4. В частности, на фиг. 1 показано, что со стороны ротора рабочие лопатки 5 осевого компрессора 2, а также радиальные колеса 6 ступени центробежного компрессора 3 действуют на общем вале 4 на одной оси друг за другом или рядом или фиксированы на нем.
Согласно изобретению компоновки компрессора 1 отношение между максимальным диаметром DA-МАХ вала 4 на участке осевого компрессора 2 и минимальным радиальным посадочным диаметром DR-MIN колеса вала 4 на участке центробежного компрессора 3 составляет от 1,5 до 3,0.
В показанном предпочтительном примере выполнения изобретения максимальный диаметр DA-МАХ вала 4 на участке осевого компрессора 2 находится на участке последней ступени осевого компрессора 2, минимальный радиальный посадочный диаметр DR-MIN колеса вала 4 на участке центробежного компрессора 3 находится на участке первой ступени центробежного компрессора центробежного компрессора 3. Как изложено выше, отношение между диаметрами DA-МАХ и DR-MIN составляет от 1,5 до 3,0, поэтому, в частности, максимальный диаметр DA-МАХ вала 4 на участке осевого компрессора 2, по меньшей мере, на 50% больше минимального радиального посадочного диаметра DR-MIN колеса вала 4 на участке центробежного компрессора 3.
Согласно предпочтительному усовершенствованному варианту изобретения отношение между максимальным диаметром DA-МАХ вала 4 на участке осевого компрессора 2 и минимальным радиальным посадочным диаметром DR-MIN колеса вала 4 на участке центробежного компрессора 3 составляет от 1,8 до 3,0.
Согласно первому предпочтительному усовершенствованному варианту изобретения это отношение между диаметром DA-МАХ и диаметром DR-MIN вала 4 составляет от 2,0 до 3,0.
Согласно следующему предпочтительному усовершенствованному варианту изобретения это отношение между диаметром DA-МАХ и диаметром DR-MIN вала 4 составляет от 1,8 до 2,5.
Согласно следующему предпочтительному усовершенствованному варианту изобретения это отношение между диаметром DA-МАХ и диаметром DR-MIN вала 4 составляет от 2,0 до 2,5.
Если отношение между максимальным диаметром вала 4 на участке осевого компрессора 2 и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала 4 на участке центробежного компрессора 3 находится в вышеуказанных диапазонах, реализуемое повышение давления может увеличиваться более, чем вдвое, по сравнению с известными из уровня техники компоновками компрессора.
Другое преимущество соответствующей изобретению компоновки 1 компрессора состоит в том, что можно сократить общую конструктивную длину компоновки 1 компрессора. В частности, на участке осевого компрессора 2 можно уменьшить количество необходимых для реализации повышения давления ступеней компрессора.
В рамках изложенной согласно изобретению в данной публикации компоновки компрессора речь идет предпочтительно о сдвоенной компоновке компрессора, в которой, в частности, последняя ступень осевого компрессора 2 расположена напротив последней ступени центробежного компрессора 3.
Для показанного на фиг. 1 примера выполнения это значит, что уплотняемая среда сначала протекает по осевому компрессору 2 слева направо, а затем после повышения определенного промежуточного давления направляется через осевой компрессор 2 в холодильник для промежуточного охлаждения, чтобы протекать затем по центробежному компрессору 3 справа налево.
Следует обратить внимание на то, что количество ступеней осевого компрессора 2, а также количество ступеней центробежного компрессора 3 может быть любым.
1. Компоновка (1) компрессора с, по меньшей мере, одноступенчатым осевым компрессором (2) и с, по меньшей мере, одноступенчатым центробежным компрессором (3), причем со стороны ротора конструктивные узлы со стороны ротора ступени, или каждой ступени осевого компрессора и конструктивные узлы со стороны ротора ступени или каждой ступени центробежного компрессора функционируют соответственно на общем ведущем валу (4), отличающаяся тем, что отношение между максимальным диаметром вала (4) на участке осевого компрессора (2) и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала (4) на участке центробежного компрессора (3) составляет от 1,5 до 3,0.
2. Компоновка компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что отношение между максимальным диаметром вала (4) на участке осевого компрессора (2) и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала (4) на участке центробежного компрессора (3) составляет от 1,8 до 3,0.
3. Компоновка компрессора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение между максимальным диаметром вала (4) на участке осевого компрессора (2) и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала (4) на участке центробежного компрессора (3) составляет от 2,0 до 3,0.
4. Компоновка компрессора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение между максимальным диаметром вала (4) на участке осевого компрессора (2) и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала (4) на участке центробежного компрессора (3) составляет от 1,8 до 2,5.
5. Компоновка компрессора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что отношение между максимальным диаметром вала (4) на участке осевого компрессора (2) и минимальным радиальным посадочным диаметром колеса вала (4) на участке центробежного компрессора (3) составляет от 2,0 до 2,5.
