RU103148U1 - TURBO COMPRESSOR WHEEL - Google Patents

Abstract

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. 1. The impeller of the turbocompressor, consisting of the input osediagonal and output centrifugal parts, which are made in the form of disks with curved blades of the blisk type, the blades of the osediagonal part being offset relative to the centrifugal blades in the circumferential direction, characterized in that the meridional plane, the output edges of the blades of the axially diagonal part intersect with the input edges of the blades of the centrifugal part, and the structural angles of the output edges of the blades of the axial part They are different from the structural angles of the input edges of the blades of the centrifugal part. ! 2. The impeller of a turbocompressor according to claim 1, characterized in that the axial and centrifugal parts of the impeller are made of different materials. ! 3. The impeller of the turbocharger according to claim 1, characterized in that the centrifugal part of the impeller is made of titanium alloy.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при проектировании рабочих колес турбокомпрессоров.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in the design of impellers of turbochargers.

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.Closest to the claimed technical solution is the impeller of a turbocharger (see the article "Tandem Blade Centrifugal Compressor Impeller Design", published in the periodical "CHECH AEROSPACE", November 3 to 4, 2005). The impeller of the turbocompressor in the indicated source consists of the input axially-diagonal and output centrifugal parts, which are made on one on the disk with curved blades of the “blisk” type. The blades of the osediagonal part are offset relative to the blades of the centrifugal part in the circumferential direction.

Недостатком такого рабочего колеса является недостаточно высокий коэффициент полезного действия (КПД).The disadvantage of this impeller is not a high coefficient of performance (COP).

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение КПД заявляемого рабочего колеса турбокомпрессора.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of the inventive impeller of a turbocharger.

Для достижения указанного технического результата в заявляемой полезной модели решается задача оптимизации натекания потока на лопатки центробежной части.To achieve the specified technical result, the claimed utility model solves the problem of optimizing the flow leakage on the blades of the centrifugal part.

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.The technical result in the inventive impeller of a turbocompressor, consisting of input inlet and outlet centrifugal parts, which are made in the form of disks with blades of the “blisk” type, and the blades of the osediagonal part are offset relative to the blades of the centrifugal part in the circumferential direction, achieved in that in the projection on the meridional plane, the output edges of the blades of the axially diagonal part intersect with the input edges of the blades of the centrifugal part, and the structural angles of the output edges of the blades are osediagonal parts are different from the design angle of the input edges of the blades of the centrifugal.

Оседиагональная и центробежная части рабочего колеса могут быть выполнены из разных материалов.Osediagonal and centrifugal parts of the impeller can be made of different materials.

Центробежная часть рабочего колеса может быть выполнена из сплава титана.The centrifugal part of the impeller can be made of titanium alloy.

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.The main distinguishing features of the claimed utility model are the following features: in the projection onto the meridional plane, the output edges of the blades of the axial part intersect with the input edges of the blades of the centrifugal part, and the design angles of the output edges of the blades of the axial part are made different from the design angles of the input edges of the blades of the centrifugal part.

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.Thanks to the claimed combination of essential features, a technical result is achieved - an increase in the efficiency of the inventive impeller. The increase in efficiency occurs due to the optimization of the flow leakage on the blades of the centrifugal part, and more precisely, due to the reduction of losses during flow leakage on the said blades. This is due to the optimal profiling of both parts of the impeller at the junction of the two disks, taking into account different angles of the lag of the flow along the height of the path in the axial diagonal part of the wheel and different angles of attack of the maximum efficiency of the centrifugal part of the impeller. The mutual penetration of the scapular crowns into the interscapular canals locally increases the density of the lattice at the junction of the disks, which positively affects the flow. A local increase in the density of the lattice leads to a decrease in the intensity of separation phenomena in the peripheral part of the outlet edge of the osediaganal blade, which affects the increase in efficiency.

На фиг.1-4 показан пример конкретного выполнения, который иллюстрирует сущность заявляемого технического решения, возможность технической реализации и достижение заявляемого технического результата.Figure 1-4 shows an example of a specific implementation, which illustrates the essence of the claimed technical solution, the possibility of technical implementation and the achievement of the claimed technical result.

На фиг.1 схематично показано расположение лопаток оседиагональной и центробежной частей рабочего колеса.Figure 1 schematically shows the location of the blades of the osediagonal and centrifugal parts of the impeller.

На фиг.2 показаны оседиагональная и центробежная части рабочего колеса в проекции на меридиональную плоскость.Figure 2 shows the osediagonal and centrifugal parts of the impeller in projection on the meridional plane.

На фиг.3 показана схема проецирования рабочего колеса на меридиональную плоскость.Figure 3 shows a diagram of the projection of the impeller on the meridional plane.

На фиг.4 показаны конструктивные углы кромок лопаток.Figure 4 shows the structural angles of the edges of the blades.

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.The impeller of the turbocompressor contains an output centrifugal part 2 with curved blades of the centrifugal part of the wheel 4 and an input axial diagonal part 3 with blades 5. The blades 4 of the output centrifugal part of the impeller are deployed in the circumferential direction and are located two in each interscapular channel of the blades 5 of the axial diagonal part 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.The meridional plane 6 is a plane passing through the axis 1 of rotation of the impeller. The projection 7 onto the meridional plane 6 is obtained by projecting the centrifugal part 2 of the impeller and the axial diagonal part 3 of the impeller onto the named meridional plane 6 by projection lines 10 having a center on the axis of rotation of the impeller and lying in a plane perpendicular to it.

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 β_2к выходных кромок 8 лопаток 5 оседиагональной части 3 выполнены отличными от конструктивных углов β_3к входных кромок 9 лопаток 4 центробежной части 2 рабочего колеса, что обеспечивает работу центробежной части 2 рабочего колеса при углах атаки максимальной эффективности.In the projection onto the meridional plane 6, the output edges 8 of the blades 5 of the axially diagonal part of the impeller 3 intersect with the input edges of the 9 blades 4 of the centrifugal part 2 of the impeller, which reduces the intensity of separation phenomena in the peripheral region of the output edges of the axial part of the wheel. The structural angles β _{2k of the} output edges 8 of the blades 5 of the axially diagonal part 3 are made different from the structural angles β _{3k of the} input edges 9 of the blades 4 of the centrifugal part 2 of the impeller, which ensures the operation of the centrifugal part 2 of the impeller at maximum angles of attack.

Рабочее колесо выполнено составным, что позволяет профилировать обе части колеса с целью повышения коэффициента полезного действия.The impeller is made integral, which allows you to profile both parts of the wheel in order to increase the efficiency.

Выполнение рабочего колеса турбокомпрессора составным позволяет изготовить части колеса из различных материалов, и, благодаря этому, выбрать материалы по надежности и экономичности.The execution of the impeller of the turbocharger composite allows you to make parts of the wheel of various materials, and, thanks to this, choose materials for reliability and efficiency.

Claims (3)

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.1. The impeller of the turbocompressor, consisting of the input osediagonal and output centrifugal parts, which are made in the form of disks with curved blades of the blisk type, the blades of the osediagonal part being offset relative to the centrifugal blades in the circumferential direction, characterized in that the meridional plane, the output edges of the blades of the axially diagonal part intersect with the input edges of the blades of the centrifugal part, and the structural angles of the output edges of the blades of the axial part They are different from the structural angles of the input edges of the blades of the centrifugal part. 2. Рабочее колесо турбокомпрессора по п.1, отличающееся тем, что оседиагональная и центробежная части рабочего колеса выполнены из разных материалов.2. The impeller of a turbocompressor according to claim 1, characterized in that the axial and centrifugal parts of the impeller are made of different materials. 3. Рабочее колесо турбокомпрессора по п.1, отличающееся тем, что центробежная часть рабочего колеса выполнена из сплава титана.

3. The impeller of the turbocharger according to claim 1, characterized in that the centrifugal part of the impeller is made of titanium alloy.