Рабочее колесо турбокомпрессора

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при проектировании рабочих колес турбокомпрессоров. Техническим результатом полезной модели является увеличение КПД рабочего колеса компрессора за счет уменьшения интенсивности отрывных явлений в периферийной области выходных кромок оседиагональной части колеса и обеспечения работы центробежной части колеса при углах атаки максимальной эффективности. Рабочее колесо турбокомпрессора состоит из входной оседиагональной и выходной центробежной частей, которые выполнены в виде в виде дисков с изогнутыми рабочими лопатками по типу «блиск». Лопатки оседиагональной части смещены относительно лопаток центробежной части в окружном направлении. В проекции на меридиональную плоскость выходные кромки лопаток оседиагональной части пересекаются с входными кромками лопаток центробежной части, а конструктивные углы выходных кромок лопаток оседиагональной части выполнены отличными от конструктивных углов входных кромок лопаток центробежной части.

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при проектировании рабочих колес турбокомпрессоров.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является рабочее колесо турбокомпрессора (см. статью «Tandem Blade Centrifugal Compressor Impeller Design», опубл. в периодическом издании «CHECH AEROSPACE», November 3 to 4, 2005 г.). Рабочее колесо турбокомпрессора в указном источнике состоит из входной оседиагональной и выходной центробежной частей, которые выполнены на одном на диске с изогнутыми рабочими лопатками по типу «блиск». Лопатки оседиагональной части смещены относительно лопаток центробежной части в окружном направлении.

Недостатком такого рабочего колеса является недостаточно высокий коэффициент полезного действия (КПД).

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение КПД заявляемого рабочего колеса турбокомпрессора.

Для достижения указанного технического результата в заявляемой полезной модели решается задача оптимизации натекания потока на лопатки центробежной части.

Технический результат в заявляемом рабочем колесе турбокомпрессора, состоящем из входной оседиагональной и выходной центробежной частей, которые выполнены в виде дисков с лопатками по типу «блиск», причем лопатки оседиагональной части смещены относительно лопаток центробежной части в окружном направлении, достигается тем, что в проекции на меридиональную плоскость выходные кромки лопаток оседиагональной части пересекаются с входными кромками лопаток центробежной части, а конструктивные углы выходных кромок лопаток оседиагональной части выполнены отличными от конструктивных углов входных кромок лопаток центробежной части.

Оседиагональная и центробежная части рабочего колеса могут быть выполнены из разных материалов.

Центробежная часть рабочего колеса может быть выполнена из сплава титана.

Основными отличительными признаками заявляемой полезной модели являются следующие признаки: в проекции на меридиональную плоскость выходные кромки лопаток оседиагональной части пересекаются с входными кромками лопаток центробежной части, а конструктивные углы выходных кромок лопаток оседиагональной части выполнены отличными от конструктивных углов входных кромок лопаток центробежной части.

Благодаря заявляемой совокупности существенных признаков достигается технический результат - увеличение КПД заявляемого рабочего колеса. Увеличение КПД происходит за счет оптимизации натекания потока на лопатки центробежной части, а точнее, за счет снижения потерь при натекании потока на названные лопатки. Это обусловлено оптимальным профилированием обоих частей рабочего колеса в зоне стыка двух дисков с учетом различных углов отставания потока по высоте тракта в оседиагональной части колеса и различных углов атаки максимальной эффективности центробежной части рабочего колеса. Взаимное проникновение лопаточных венцов в межлопаточные каналы локально увеличивает густоту решетки в месте стыка дисков, что положительно воздействует на поток. Локальное увеличение густоты решетки приводит к уменьшению интенсивности отрывных явлений в периферийной части выходной кромки оседиаганальной лопатки, что влияет на увеличение КПД.

На фиг.1-4 показан пример конкретного выполнения, который иллюстрирует сущность заявляемого технического решения, возможность технической реализации и достижение заявляемого технического результата.

На фиг.1 схематично показано расположение лопаток оседиагональной и центробежной частей рабочего колеса.

На фиг.2 показаны оседиагональная и центробежная части рабочего колеса в проекции на меридиональную плоскость.

На фиг.3 показана схема проецирования рабочего колеса на меридиональную плоскость.

На фиг.4 показаны конструктивные углы кромок лопаток.

Рабочее колесо турбокомпрессора содержит выходную центробежную часть 2 с изогнутыми лопатками центробежной части колеса 4 и входную оседиагональную часть 3 с лопатками 5. Лопатки 4 выходной центробежной части рабочего колеса развернуты в окружном направлении и расположены по две в каждом межлопаточном канале лопаток 5 оседиагональной части 3.

Меридиональная плоскость 6 - это плоскость, проходящая через ось 1 вращения рабочего колеса. Проекция 7 на меридиональную плоскость 6 получается проецированием центробежной части 2 рабочего колеса и оседиагональной части 3 рабочего колеса на названную меридиональную плоскость 6 проекционными линиями 10, имеющими центр на оси 1 вращения рабочего колеса и лежащими в плоскости, перпендикулярной ей.

В проекции на меридиональную плоскость 6 выходные кромки 8 лопаток 5 оседиагональной части 3 рабочего колеса пересекаются с входными кромками 9 лопаток 4 центробежной части 2 рабочего колеса, что обеспечивает уменьшение интенсивности отрывных явлений в периферийной области выходных кромок оседиагональной части колеса. Конструктивные углы _2к выходных кромок 8 лопаток 5 оседиагональной части 3 выполнены отличными от конструктивных углов _3к входных кромок 9 лопаток 4 центробежной части 2 рабочего колеса, что обеспечивает работу центробежной части 2 рабочего колеса при углах атаки максимальной эффективности.

Рабочее колесо выполнено составным, что позволяет профилировать обе части колеса с целью повышения коэффициента полезного действия.

Выполнение рабочего колеса турбокомпрессора составным позволяет изготовить части колеса из различных материалов, и, благодаря этому, выбрать материалы по надежности и экономичности.

1. Рабочее колесо турбокомпрессора, состоящее из входной оседиагональной и выходной центробежной частей, которые выполнены в виде дисков с изогнутыми рабочими лопатками по типу «блиск», причем лопатки оседиагональной части смещены относительно лопаток центробежной части в окружном направлении, отличающееся тем, что в проекции на меридиональную плоскость выходные кромки лопаток оседиагональной части пересекаются с входными кромками лопаток центробежной части, а конструктивные углы выходных кромок лопаток оседиагональной части выполнены отличными от конструктивных углов входных кромок лопаток центробежной части.

2. Рабочее колесо турбокомпрессора по п.1, отличающееся тем, что оседиагональная и центробежная части рабочего колеса выполнены из разных материалов.

3. Рабочее колесо турбокомпрессора по п.1, отличающееся тем, что центробежная часть рабочего колеса выполнена из сплава титана.