Результат интеллектуальной деятельности: Центробежный компрессор проточный

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к турбокомпрессорам, применяемым для наддува автотракторных двигателей внутреннего сгорания.

Известен турбокомпрессор, содержащий неподвижный корпус, вал с центробежным колесом, свободновращающийся диск, несущий на своей периферии радиальную воздушную турбину, расположенную в проточной части непосредственно за центробежным колесом, при этом к воздушной турбине присоединена свободновращающаяся крышка, расположенная над лопатками центробежного колеса и несущая на себе лопаточный венец осевого типа, установленный перед центробежным колесом, причем диск, воздушная турбина, крышка и лопаточный венец осевого типа образуют единый свободновращающийся корпус, охватывающий центробежное колесо (патент РФ №2001126363, МПК F04D 17/08, опубл. 10.06.2003 г.).

Недостатком этого турбокомпрессора является отсутствие повышения к.п.д. компрессора потому, что лопаточный венец не может обеспечить повышение давления воздуха и является направляющей для поступающего воздуха.

Наиболее близким по технической сущности является центробежный компрессор, содержащий корпус и дно, образующие газовую полость с кольцевым каналом, привод, закрепленное на валу привода рабочее колесо, всасывающий патрубок, расположенный по оси вращения рабочего колеса, нагнетательный патрубок, присоединенный к корпусу (см., например, SU 1114818 А, МПК F04D 17/00, опубл. 23.09.1984 г.).

Недостатком является недостаточный объемный расход при имеющейся мощности при уменьшении частоты вращения рабочего колеса, в связи с чем необходимо или устанавливать в системе более мощные компрессоры, или использовать два компрессора параллельно, что существенно усложняет конструкцию систем, повышает эксплуатационные расходы.

Технический результат от использования изобретения заключается в существенном увеличении объемного расхода компрессора, повышении управляемости компрессора, увеличении его к.п.д.

Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном компрессоре, содержащем корпус, установлено центробежное колесо, выполненное в виде усеченного эллипса, внутри которого жестко крепятся изогнутые по окружности лопатки, закрепленные на статоре электродвигателя, образующие единый свободновращающийся нагнетатель, а его ротор жестко закреплен в цапфах корпуса.

На фиг. 1 изображен центробежный компрессор; на фиг. 2 - центробежное колесо.

Центробежный компрессор проточный содержит неподвижный корпус 10 с фланцами 1, 11 для крепления, внутри его расположено центробежное колесо 3, установленное на роторе электродвигателя 5, статор 6 которого закреплен в цапфах корпуса 2, 12, а также корпус 10 выполнен разъемным в виде усеченного эллипса в сечении, центробежное колесо 3 кронштейнами прикреплено к корпусу ротора 5, а его лопатки 7 повторяют контур корпуса 10 по своей длине и имеют также винтовой изгиб относительно продольной оси и вокруг нее с обеспечением минимального зазора между корпусом и лопатками и своей длиной занимают половину и более длины внутренней полости компрессора, остальная часть которого выполняет роль диффузора 13.

Компрессор работает следующим образом.

Всасывающий фланец 1 и нагнетательный фланец 11 подсоединяются к воздушному фильтру и впускному коллектору соответственно. При включении электропривода центробежное колесо 3 создает разрежение во всасывающем патрубке фланца 1. Рабочий газ устремляется к лопаткам рабочего колеса 7 и отбрасывается ими при воздействии центробежных сил к наружной стенке центробежного колеса 3, а затем по наклонным радиальным каналам между лопатками, которые имеют радиальный профиль наклона к образующей рабочего колеса, обеспечивая дополнительное силовое воздействие на поток воздуха по образующей центробежного колеса 3. В дальнейшем усиленный поток по направляющим диффузора 13 поступает в нагнетательный фланец 11. Использование электрического двигателя позволяет повысить эффективность управления давлением подаваемого газа.

Использование предлагаемого компрессора позволяет уменьшить его габариты, увеличить объемный расход газа примерно в два раза в сравнении с известными за счет увеличения суммарного сечения нагнетательного патрубка компрессора, что и позволяет на системах вместо двух компрессоров устанавливать один и этим снижать эксплуатационные расходы. В ряде случаев возможна установка описываемого компрессора взамен более мощного.