Рециркуляційний пристрій для турбокомпресорів

1. Рециркуляційний пристрій для турбокомпресорів, насамперед для газових турбін, який має розташовану концентрично осі турбокомпресора в зоні вільних кінців лопаток лопаткового вінця кільцеву камеру, осьова середина якої розташована за ходом потоку перед осьовою серединою вільних кінців лопаток і яка в радіальному напрямі граничить з контуром основного проточного каналу кільцевого простору, і множину розташованих усередині кільцевої камери та розподілених по її окружності напрямних елементів, при цьому в кільцевій камері в її передній і/або задній частинах, які виконані з можливістю проходження потоку в її окружному напрямі, напрямні елементи з'єднані щонайменше з однією стінкою кільцевої камери, а в іншому консольно або вільно розташовані в ній, який відрізняється тим, що направлені до кільцевої порожнини вершини (41-44, 57) напрямних елементів (37-40, 56) лежать на і/або поблизу лінії, що обмежує контур (11, 12) основного проточного каналу (9, 10), й в осьовому напрямі перекриваються ділянками взаємного осьового перекривання з вільними кінцями (25-28) лопаток або в осьовому напрямі граничать із зоною, у якій розташовані вільні кінці (25-28) лопаток, при цьому відношення осьової довжини (LR) кільцевої камери (29-32, 53), яка виміряна уздовж лінії, що обмежує контур (11, 12) основного проточного каналу (9, 10), до осьової довжини (LS) кінців (25-28) лопаток становить від 0,2 до 1,5. 2 (19) 1 3 79816 4 9. Рециркуляційний пристрій за п.8, який відрізняється тим, що направлені до кільцевої порожнини вершини (41-44) напрямних елементів (37-40), у разі їх виготовлення з легкого металу або синтетичного матеріалу, вигото влені з можливістю зіткнення з вільними кінцями (25-28) лопаток, що допускає можливість зіткнення з ними. 10. Рециркуляційний пристрій за будь-яким з пп.1, 2, 4, 9, який відрізняється тим, що можливість проходження потоку в окружному напрямі кільцевої камери забезпечується за рахунок наявності отворів (58, 59) у передній і/або задній частинах напрямних елементів (37-40, 56). 11. Рециркуляційний пристрій за будь-яким з пп.1, 2, 4, 9, який відрізняється тим, що кільцева камера (29-32, 53) і напрямні елементи (37-40, 56) виконані як одне ціле з деталлю (5-7, 8, 52), у якій вони розташовані. 12. Рециркуляційний пристрій за будь-яким з пп.1, 2, 4, 9, який відрізняється тим, що кільцева камера (29-32, 53), разом з розташованими в ній напрямними елементами (37-40, 56), виконана цільною або у вигляді щонайменше двох сегментів, що примикають один до одного в окружному напрямі, та знімно закріплена на деталі (5-7, 8, 52), у якій вона розташована. 13. Рециркуляційний пристрій за п.12, який відрізняється тим, що він виконаний литтям, насамперед прецизійним литтям, обробкою різанням або електрохімічною обробкою. 14. Рециркуляційний пристрій за будь-яким з пп.1, 2, 4, 9, який відрізняється тим, що напрямні елементи (37-40) виконані окремо у вигляді індивідуальних деталей або об'єднаних в індивідуальні гру пи деталей, насамперед у вигляді об'єднаних у сегменти напрямних елементів, та знімно закріплені в кільцевій камері (29-32). 15. Рециркуляційний пристрій за п.14, який відрізняється тим, що напрямні елементи (37-40) виготовлені куванням або литтям, або електрохімічною обробкою і/або обробкою різанням. 16. Рециркуляційний пристрій за п.15, який відрізняється тим, що кільцева камера (29-32) виконана обробкою різанням і/або литтям або куванням. 17. Рециркуляційний пристрій за будь-яким з пп.1, 2, 4, 9, 13, 15, 16, який відрізняється тим, що він в кількості однієї або декількох штук розташований нерухомо відносно корпуса турбокомпресора, тобто виконаний статичним, у зоні одного або декількох робочих коліс (20, 23, 24), і/або в кількості однієї або декількох штук розташований нерухомо відносно маточини робочого колеса турбокомпресора, тобто виконаний обертовим, у зоні одного або декількох напрямних апаратів (15). 18. Рециркуляційний пристрій за будь-яким з пп.1, 2, 4, 9, 13, 15, 16, який відрізняється тим, що можливість проходження потоку в окружному напрямі кільцевої камери забезпечується за рахунок наявності виїмок (45-50). 19. Рециркуляційний пристрій за будь-яким з пп.1, 2, 4, 9, 13, 15, 16, який відрізняється тим, що можливість проходження потоку в окружному напрямі кільцевої камери (29-32, 53) забезпечується за рахунок наявності в її передній або передній та задній частинах виїмок (45-50) і/або отворів (58, 59), що передбачені у напрямних елементах (3740, 56). Даний винахід стосується рециркуляційного пристрою для турбокомпресорів, зокрема, газових турбін авіаційних газотурбінних двигунів та стаціонарних газових турбін. Рециркуляційні пристрої для турбокомпресорів відомі вже досить давно і серед спеціалістів звичайно називаються пристроями типу "casing treatment" (вбудованими в корпус рециркуляційними пристроями або протизривними пристроями). Основне призначення таких пристроїв полягає в розширенні області аеродинамічно стійкої роботи компресора за рахунок зсуву так званої границі помпажу убік більш високих значень тиску, що створюється компресором, тобто убік більш високих значень навантаження компресора. Збурення, відповідальні за виникнення локального зриву потоку та в остаточному підсумку за виникнення помпажу компресора, з боку корпуса виникають на кінцях лопаток робочого колеса однієї, відповідно декількох ступіней компресора, а з боку маточини на радіально внутрішніх кінцях лопаток робочого колеса, оскільки в цих зонах аеродинамічне навантаження досягає максимальної величини. Повернення "повітряних мас", які мають знижену енергію, які знаходяться між вершинами лопаток, та які обертаються з частотою їх обертання, назад в основний потік зі збільшенням їх енергії дозволяє знову стабілізувати потік у зоні кінців лопаток. Оскільки збурення в потоці звичайно виникають нерівномірно в окружному напрямі ступіні компресора, на додаток до переважно осьової рециркуляції з аеродинамічної точки зору слід забезпечити компенсацію таких збурень і в окружному напрямі ступіні компресора. Основний недолік відомих вбудованих у корпус рециркуляційних пристроїв, тобто пристроїв типу "casing treatment", полягає в тому, що вони незважаючи на забезпечувану ними можливість підвищення порога помпажу одночасно з цим знижують к.к.д. компресора. [У патенті DE 3322295 С3] описаний осьовий вентилятор з вбудованим у корпус рециркуляційним пристроєм. Такий пристрій має кільцеву камеру (поз.8) з нерухомо встановленими в ній напрямними елементами (поз.9). На задній за ходом потоку ділянці над кінцями робочих лопаток розташована відкрита по всій окружності зона, до якої напрямні елементи не доходять. Характерною рисою подібного вбудованого в корпус рециркуляційного пристрою є наявність у ньому замкнутого кільця (поз.7), контур якого лежить приблизно на одній лінії з контуром основного проточного каналу і яке відокремлює задню вхідну частину рециркуляційного пристрою від його передньої вихідної частини й утворює гладку суцільну ділянку поверхні. 5 79816 Багато в чому подібний з описаним вище вбудований в корпус рециркуляційний пристрій [відомий з DE 3539604 С1], причому в цьому випадку в передній і задній частинах кільцевої камери (поз.7) є відкрита по всій її окружності зона. В описаному в зазначеній публікації пристрої також передбачене радіально внутрішнє кільце (поз.6). Більш сучасний вбудований в корпус рециркуляційний пристрій [відомий з патенту US 5282718]. В пристрої, що описаний в цьому патенті, аеродинамічно удосконалена його кільцева камера (поз.18, 28) та напрямні елементи (поз.24). Однак і в цьому випадку вхідні та вихідний рециркуляційні потоки відділені один від одного масивним, гладким з боку лопаток замкнутим кільцем. Звичайно такі кільця на випадок торкання з ними вершин лопаток необхідно на розташованій напроти лопаток ділянці оснащувати спеціальним покриттям, що захи щає їх від ушкодження при зіткненні з ними вершин лопаток, відповідно сприяє їх припрацьовуванню. Вбудований в корпус рециркуляційний пристрій з кільцем, що розташоване у зоні лопаток і має на його напрямленій до лопаток поверхні сприятливе припрацьовуванню покриття, [відомий з заявки ЕР 0719907 А]. У цій заявці таке кільце позначене як "third arcuate member" ("третій дугоподібний елемент") (поз.46), а покриття, яке сприяє припрацьовуванню позначене як "layer of abradable material" ("шар матеріалу, що стирається") (поз.72). Напрямні елементи, що позначені в зазначеній заявці як "vane walls" ("напрямні перегородки") (поз.64), розташовані радіально зовні на кільці (поз.46) на його передній та задній крайках (поз.78 і 80). Існують і інші вбудовані в корпус рециркуляційні пристрої з канавками, що проходять паралельно осі, відповідно під кутом до неї, як це, [описано, наприклад, у патенті US 5137419]. Однак такі пристрої в даному описі не розглядаються, оскільки вони через наявність у них канавок, що не з'єднуються між собою, не дозволяють забезпечити вирівнювання потоку в окружному напрямі. [У патенті US 4511308] описані вентилятори (повітродувки) з вбудованими в їх корпус рециркуляційними пристроями різної конструкції. У найпростішому варіанті, який показаний на Фіг.6 зазначеного патенту, рециркуляційний пристрій утворений одною лише кільцевою камерою без напрямних елементів у ній. В інших варіантах, які показані на Фіг.1 та 3 зазначених патентів, у кільцевій камері закріплені напрямні елементи, а розташована за ходом потоку перед ними стінка (поз.22) корпуса подовжена по типу циліндричного, відповідно конічного патрубка, що заходить за радіально внутрішні крайки напрямних елементів (поз.21), і тому з боку направленого назустріч потоку, переднього кінця кільцевої камери виключає можливість виходу з неї рециркуляційного потоку в основний потік. На Фіг.5 зазначеного патенту показані напрямні елементи (поз.21), що кріпляться до передньої торцевої стінки кільцевої камери та до її дна, а в іншому консольно або вільно виступають в неї. У цьому випадку не передбачений трубчастий або кільцевий елемент, з'єднуючий, відповід 6 но, закриваючий напрямні елементи в окружному напрямі. Вільні, радіально внутрішні крайки напрямних елементів (поз.21) мають скошену в напрямі спереду назад форму, що плавно змінюється від діаметра вхідної частини (поз.15) корпуса до найбільшого діаметра кільцевої камери (поз.16). Хоча в цьому випадку напрямні елементи на їх розташованій ближче до вихідної сторони ділянці і перекриваються в осьовому напрямі з вільними кінцями (поз.14) лопаток на їх розташованій ближче до вхідної сторони ділянці, проте наявність великої радіальної відстані між напрямним елементами (поз.21) і кінцями (поз.14) лопаток виключає можливість ефективного спрямування рециркуляційного потоку у певн у сторону. Ще один недолік цього відомого пристрою полягає в наявності в кільцевій камері (поз.16) великого об'єму в порівнянні з розмірами робочих лопаток. Пристрій подібного виконання ні з аеродинамічної, ні з конструктивної точок зору не придатний для використання в турбокомпресорах. З врахуванням властивих відомим з рівня техніки рішенням недоліків в основу даного винаходу була покладена задача розробити рециркуляційний пристрій для турбокомпресорів, який дозволив би значно підвищити поріг помпажу та за рахунок цього істотно розширити область стійкої роботи турбокомпресора без помітного зниження його к.к.д. Ця задача вирішується за допомогою рециркуляційного пристрою для турбокомпресорів, насамперед для газових турбін, який має розташовану концентрично осі турбокомпресора в зоні вільних кінців лопаток лопаткового вінця кільцеву камеру, осьова середина якої розташована за ходом потоку перед осьовою серединою вільних кінців лопаток і яка в радіальному напрямі граничить з контуром основного проточного каналу, так званого кільцевого простору, і множину розташованих усередині кільцевої камери та розподілених по її окружності напрямних елементів, при цьому в кільцевій камері в її передній і/або задній частинах передбачена можливість проходження потоку в її окружному напрямі, а напрямні елементи з'єднані щонайменше з однією стінкою кільцевої камери, а в іншому консольно або вільно виступають в неї. Відповідно до винаходу напрямлені до кільцевої порожнини вершини напрямних елементів лежать на і/або поблизу лінії, що обмежує контур основного проточного каналу та в осьовому напрямі перекриваються з вільними кінцями лопаток або в осьовому напрямі граничать із зоною, у якій розташовані вільні кінці лопаток, при цьому відношення осьової довжини кільцевої камери, яка виміряна уздовж лінії, що обмежує контур основного проточного каналу, до осьової довжини кінців лопаток становить від 0,2 до 1,5. Основна особливість пропонованого у винаході рішення полягає в тому, що напрямлені до кільцевої порожнини вершини напрямних елементів лежать на, відповідно поблизу лінії, що обмежує контур основного проточного каналу й в осьовому напрямі перекриваються з вільними кінцями лопаток або в осьовому напрямі граничать із зоною, у якій розташовані вільні кінці лопаток. При цьому 7 79816 відпадає необхідність у застосуванні кільцевих елементів, що оснащені покриттями, які захищають їх від ушкодження при зіткненні з вершинами лопаток, та інших елементів. З наведених вище патентних публікацій випливає, що в даній області техніки дотепер основні зусилля при будь-яких умовах були спрямовані на виконання рециркуляційних пристроїв з їх направленої до основного проточного каналу, тобто до так званого кільцевого простору, сторони гладкими, такими, що мають мінімальну кількість щілин і є суцільними на ділянці максимально можливої осьової довжини з метою найбільш раціонального з погляду аеродинаміки і пов'язаного лише с мінімальними втратами подовження контуру основного проточного каналу. На відміну від цього пропоноване у винаході рішення приводить до появи в основному проточному каналі щілин, рельєфних поверхонь і т.д. і тому на перший погляд здається невдалим і недоцільним. Однак за результатами проведених дослідів було встановлено, що пропонований у винаході рециркуляційний пристрій перевершує відомі технічні рішення як з погляду підвищення порога помпажу, так і з погляду к.к.д. турбокомпресора. З погляду аеродинаміки подібний ефект можна пояснити тим, що вільне, природне формування рециркуляційного потоку у відкритій кільцевій камері з вільно виступаючими в неї напрямними елементами та проточними з'єднаннями в її окружному напрямі має набагато більш важливе значення, ніж подовження контур у основного проточного каналу при мінімально можливій кількості щілин. Додаткова перевага, пов'язана з відсутністю в пропонованому у винаході рециркуляційному пристрої суцільного кільця, полягає у відсутності необхідності оснащувати напрямні елементи спеціальним покриттям, що захищає їх від ушкодження при зіткненні з ними лопаток, відповідно сприяє їх припрацьовуванню, а також у зменшенні радіальних розмірів турбокомпресора та у зниженні його маси, що пов'язано з певними конструктивномеханічними перевагами. Однак напрям рециркуляційного потоку у певну, строго задану сторону при відсутності кільцевих елементів забезпечується лише в тому випадку, коли вільні крайки напрямних елементів розташовуються порівняно близько до крайок лопаток і в осьовому напрямі частково перекриваються з крайками лопаток або щонайменше граничать із зоною, у якій розташовані крайки лопаток. Тільки при дотриманні цієї умови в остаточному підсумку можливо одержати компактний, придатний для його застосування в турбокомпресорах вбудо ваний в їх корпус рециркуляційний пристрій. Відношення осьової довжини кільцевої камери до осьової довжини кінців лопаток повинно складати від 0,2 до 1,5. У турбокомпресорах із широкими лопатками з великою осьовою довжиною їх вершин це відношення наближається до 0,2, а в турбокомпресорах з вузькими лопатками з малою осьовою довжиною їх вершин це відношення наближається до 1,5. У кращому варіанті відношення радіальної глибини кільцевої камери до її осьової довжини повинно складати від 0,1 до 1,0. При розробці авіаційних двигунів, до яких висуваються винятко 8 во жорсткі вимоги щодо їх габаритних розмірів, контуру й інших параметрів, величину зазначеного відношення слід вибирати мінімально можливою, тобто виконувати кільцеву камеру малої радіальної глибини. У випадку ж стаціонарних турбокомпресорів, для розміщення яких звичайно є достатньо великий простір, зазначене співвідношення можна вибирати ближче до його верхньої межі. У випадку коротких в осьовому напрямі кільцевих камер зазначене відношення також слід зміщува ти ближче до його верхньої межі. У наступному кращому варіанті передня в осьовому напрямі стінка і задня в осьовому напрямі стінка кільцевої камери нахилені починаючи від їх кругови х крайок, що лежать на лінії, яка обмежує контур основного проточного каналу, на однаковий або різний кут назустріч потоку (тобто нахилені вперед), що становить від 30 до 60°. Напрямні елементи краще виконувати у вигляді просторово скривлених лопаток з перемінною товщиною та з певним профілем перерізу. Напрямні елементи, якщо дивитися в осьовому напрямі, можуть бути на хилені під певним кутом в окружному напрямі або скривлені в окружному напрямі, при цьому зазначений кут може змінюватися по довжині напрямних елементів та підібраний з таким розрахунком, щоб полегшити з аеродинамічної точки зору, тобто забезпечити аеродинамічно раціональне, надходження рециркуляційного потоку в кільцеву камеру. Напрямлені до кільцевої порожнини вершини напрямних елементів щонайменше на ділянці, яка розташована радіально напроти вільних кінців лопаток, бажано радіально віддаляти від них на таку відстань, при якій при нормальній роботі турбокомпресора виключається зіткнення кінців лопаток з напрямними елементами. У цьому випадку враховується можливість ушкодження вершин робочих лопаток у випадку їх торкання насамперед твердих, що не мають піддатливість вершин напрямних елементів. Радіальне віддалення вершин напрямних елементів від вершин робочих лопаток не суперечить вимозі, згідно з якій вершини напрямних елементів повинні лежати на, відповідно поблизу лінії, що обмежує контур основного проточного каналу, оскільки наявність радіального зазору невеликої ширини між вершинами напрямних елементів та вершинами робочих лопаток, що дозволяє уникнути їх зіткнення між собою, з аеродинамічної точки зору практично не має істотного значення, тобто негативно не впливає на рециркуляцію потоку. Напрямні елементи переважно виконані з металу, такого як сталь або сплав на основі Ni або Co, з легкого металу, такого як Аl, або із синтетичного матеріалу, такого як термопласт, реактопласт або еластомер. При цьому напрямлені до кільцевої порожнини вершини напрямних елементів, якщо вони виконані з легкого металу або синтетичного матеріалу, розташовані настільки близько до вільних кінців лопаток, що допускається можливість зіткнення з ними. Можливість проходження потоку в окружному напрямі кільцевої камери забезпечується за раху 9 79816 нок наявності отворів у передній і/або задній частинах напрямних елементів. Кільцева камера і напрямні елементи можуть бути виконані як одне ціле з деталлю, у якій вони розташовані. У одному з окремих варіантів кільцева камера разом з розташованими в ній напрямними елементами виконана цільною або у вигляді щонайменше двох сегментів, що примикають один до одного в окружному напрямі, та знімно закріплена на деталі, у якій вона розташована. При цьому рециркуляційний пристрій може бути виконаний литтям, насамперед прецизійним литтям, обробкою різанням або електрохімічною обробкою. У іншому окремому варіанті здійснення винаходу напрямні елементи виконані окремо у вигляді індивідуальних деталей або об'єднаних в індивідуальні групи деталей, насамперед у вигляді об'єднаних у сегменти напрямних елементів, та знімно закріплені в кільцевій камері. У цьому випадку напрямні елементи можуть бути вигото влені куванням або литтям або електрохімічною обробкою і/або обробкою різанням, а кільцева камера виконана обробкою різанням і/або литтям або куванням. У одному з варіантів використання рециркуляційний пристрій може бути в кількості однієї або декількох штук розташований нерухомо відносно корпуса турбокомпресора, тобто виконаний статичним, у зоні одного або декількох робочих коліс і/або в кількості однієї або декількох штук розташований нерухомо відносно маточини робочого колеса турбокомпресора, тобто виконаний обертовим, у зоні одного або декількох напрямних апаратів. Можливість проходження потоку в окружному напрямі кільцевої камери забезпечується за рахунок наявності виїмок, зокрема за рахунок наявності в її передній або передній та задній частинах виїмок і/або отворів, що передбачені у напрямних елементах. Нижче винахід більш докладний розглянуто з посиланням на прикладені спрощені та виконані без дотримання масштабу креслення, на яких показано: на Фіг.1 - фрагмент зображеного в поздовжньому розрізі компресора осьового типу на ділянці, на якій розташований вбудований в його корпус рециркуляційний пристрій, на Фіг.2 - аналогічний показаному на попередньому кресленні фрагмент зображеного в поздовжньому розрізі компресора на ділянці, на якій розташований вбудований в маточину рециркуляційний пристрій, на Фіг.3 - фрагмент зображеного в поперечному розрізі рециркуляційного пристрою, що показаний на Фіг.1, на Фіг.4 - фрагмент показаного на Фіг.1 та 3 рециркуляційного пристрою у виді радіально зсередини, на Фіг.5 - фрагмент зображеного в поздовжньому розрізі компресора на ділянці, на якій розташований вбудований в його корпус рециркуляційний пристрій, у деякому ступіні модифікований 10 в порівнянні з показаним на Фіг.1 рециркуляційним пристроєм, на Фіг.6 - фрагмент зображеного в поздовжньому розрізі компресора на ділянці, на якій розташований вбудований в його корпус рециркуляційний пристрій, модифікований у порівнянні з показаними на Фіг.1 та 5 рециркуляційними пристроями, та на Фіг.7 - фрагмент зображеного в поздовжньому розрізі компресора на ділянці, на якій розташований вбудований в його корпус рециркуляційний пристрій, додатково модифікований в порівнянні з показаними на попередніх кресленнях варіантами його виконання. Показаний на Фіг.1 рециркуляційний пристрій 1 вбудований у корпус 5 турбокомпресора і тому може бути названий пристроєм типу "casing treatment" (англ. "casing" - корпус). Напрям потоку в основному проточному каналі 9, у якому розташована система лопаток, позначено показаною на кресленні ліворуч стрілкою, тобто потік рухається через цей канал зліва направо. На показаній на кресленні ділянці потік спочатку набігає на напрямний апарат 13 (вхідний), потім на робоче колесо 20 і потім ще на один напрямний апарат 14 (вихідний). Радіально зовнішній контур 11 основного проточного каналу 9 відповідає внутрішньому контуру корпуса 5 і для наочності умовно позначений на кресленні штрихпунктирними лініями, що продовжують його ліворуч і праворуч від основного зображення. Статичний рециркуляційний пристрій 1 взаємодіє з робочим колесом 20 і в осьовому напрямі здебільшого розташований перед ним, тобто спереду за ходом потоку. З радіально зовнішньої сторони до основного проточного каналу 9 примикає відкрита з його боку кільцева камера 29, що разом з напрямними елементами 37 і утворює рециркуляційний пристрій 1. Вершини 41 напрямних елементів 37 лежать на одній лінії з лінією, що обмежує контур 11 основного проточного каналу 9, або поблизу неї, тобто щонайменше приблизно лежать на лінії, що обмежує внутрішній контур корпуса. Ці напрямні елементи 37 можуть бути виконані з металу, наприклад нікелевого сплаву, з легкого металу, наприклад алюмінію, або із синтетичного матеріалу, такого як термопласти, реактопласти або еластомери. Передня 33 та задня 34 стінки кільцевої камери 29 для зменшення їх аеродинамічного опору, що позначений маленькою стрілкою, рециркуляційному потоку виконані нахиленими вперед починаючи від їх радіально внутрішніх країв 35, 36. Кут нахилу передньої стінки позначений через α і може дорівнювати куту нахилу задньої стінки 34 або відрізнятися від нього. Між передньою стінкою 33, напрямними елементами 37 і задньою стінкою 34 передбачені виїмки 45, 46, що на додаток до рециркуляції потоків, яка відбувається переважно в осьовому напрямі, допускають їх р ух у кільцевій камері в її окружному напрямі. Позицією 25 позначені вільні кінці лопаток робочого колеса 20, у зоні яких найбільш ймовірне виникнення збурень у потоці. Ділянка взаємного осьового перекривання напрямних елементів 37 і кінців 25 лопаток позначена на Фіг.1 як UE1. 11 79816 На відміну від показаного на Фіг.1 варіанта, на Фіг.2 показаний інтегрований в обертову маточину 8 рециркуляційний пристрій 2. У показаному на цьому кресленні варіанті в основному проточному каналі 10 розташовані, якщо дивитися зліва направо, робоче колесо 21, що направляє апарат 15, вільні кінці 26 лопаток якого напрямлені радіально усередину, та робоче колесо 22. Відповідно до цього подібний рециркуляційний пристрій при такому його новому розташуванні слід було б позначити як пристрій типу "hub treatment" (пристрій, англ. "hub" - маточина), тобто як вбудований в маточину рециркуляційний пристрій. Цей рециркуляційний пристрій 2, що складається з кільцевої камери 30 та напрямних елементів 38 з передніми і задніми виїмками 47, 48, що присутні між передньою і задньою стінками кільцевої камери 30 та віддаленими від них напрямними елементами 38, взаємодіє з напрямним апаратом 15, що здебільшого розташований за ходом потоку за нею. Оскільки в цьому випадку вбудований в маточину рециркуляційний пристрій обертається, а напрямний апарат 15 залишається нерухомим, частота обертання ротора цілком відповідає відносній частоті обертання. За своїм принципом дії вбудований в маточину рециркуляційний пристрій по суті нічим не відрізняється від вбудованого в корпус рециркуляційного пристрою. Рециркуляційні пристрої обох типів, тобто вбудо ваний в корпус і вбудований в маточину рециркуляційні пристрої, можна також спільно використовувати в одному й тому ж турбокомпресорі, у тому числі й у декількох його ступінях. У випадку, що розглядається, радіально внутрішній контур 12 основного проточного каналу відповідає зовнішньому контур у маточини 8. Ділянка взаємного осьового перекривання напрямних елементів 38 з кінцями 26 лопаток напрямного апарата 15 позначена на цьому кресленні через UE2. У місцях переходу до стінок кільцевої камери 30 напрямні елементи 38 для підвищення їх міцності виконані в їх основі такими, що розширюються за радіусом, тобто з галтелями. На Фіг.3 більш детально в розрізі показаний фрагмент зображеної на Фіг.1 конструкції. Напрямні елементи 37 нахилені під таким кутом β до радіуса, при якому кінці 25 лопаток робочого колеса 20, що обертається (у позначеному стрілкою напрямі) без істотних втрат направляють рециркуляційний потік у кільцеву камеру 29. При відповідній кривизні напрямних елементів кут їх на хилу β може зменшуватися в радіальному напрямі зсередини назовні до нульового значення. У принципі існує можливість строго радіального розташування напрямних елементів, тобто з кутом їх нахилу β, що дорівнює 0°, однак таке їх розташування менш доцільне з погляду аеродинамічного опору, що створюється ними. Більш наочне уявлення про аеродинамічний профіль і кривизну напрямних елементів 37 дозволяє одержати показана на Фіг.4 проекція, де на додаток до Фіг.3 показаний профіль лопаток робочого колеса 20 разом з напрямком його обертання (позначеним стрілкою). Для спеціаліста є очевидним, що на виході з кільцевої камери 29 у зоні її передньої за ходом потоку крайки 35 рециркуля 12 ційний потік у цьому випадку повинний закручуватися проти обертання робочого колеса 20. Позицією 36 позначена задня за ходом потоку крайка кільцевої камери. Показаний на Фіг.5 рециркуляційний пристрій 3 являє собою вбудований в корпус рециркуляційний пристрій з інтегрованою в корпус 6 турбокомпресора кільцевою камерою 31. У цьому випадку напрямні елементи 39 доходять до передньої стінки кільцевої камери 31, у задній частині якої безпосередньо поблизу кінців 27 лопаток робочого колеса 23 є виїмки 49. Через UE3 на кресленні позначена ділянка осьового взаємного перекривання напрямних елементів 39 з кінцями 27 лопаток. Через LR на кресленні позначена осьова довжина кільцевої камери 31, а через HR позначена її радіальна глибина. Через LS на кресленні позначена осьова довжина кінців 27 лопаток. Відношення величини LR до величини LS повинно складати від 0,2 до 1,5, а відношення величини HR до величини LR - від 0,1 до 1,0. У розглянутому варіанті напрямні елементи 39 щоб уникнути їх зіткнення з кінцями 27 лопаток виконані трохи укороченими радіально назовні зі східчастими вершинами 43, що тим самим трохи не доходять у радіальному напрямі до окружності, що описується кінцями лопаток при їх обертанні. Позиціями 16 і 17 позначені напрямні апарати. Показаний на Фіг.6 рециркуляційний пристрій 4 з кільцевою камерою 32 і напрямними елементами 40 також являє собою рециркуляційний пристрій, вбудований у корпус 7 турбокомпресора та який взаємодіє з робочим колесом 24. На відміну від показаного на Фіг.5 варіанта напрямні елементи 40 у даному випадку доходять до задньої стінки кільцевої камери 32. Виїмки ж 50, що утворені за рахунок виконання напрямних елементів 40 з відступом від передньої стінки кільцевої камери 32, розташовані в розглянутому варіанті в її передній частині. У цьому варіанті вершини 44 напрямних елементів 40 перекриваються з зоною, у якій обертаються кінці 28 лопаток. Показаний на Фіг.7 рециркуляційний пристрій 51 відрізняється від розглянутих вище варіантів його виконання тим, що в передній і задній частинах напрямних елементів 56 передбачені повністю замкнуті по своєму периметру отвори 58, 59, що забезпечують можливість руху потоків у кільцевій камері 53 у її окружному напрямі. Тим самим у цьому варіанті залишаються перемички 60, 61, які підвищують міцність напрямних елементів 56, міцно з'єднуючі їх з передньою і задньою стінками 54, 55 кільцевої камери 53, що виконана в корпусі 52 турбокомпресора. В іншому варіанті замість одного з отворів 58, відповідно 59 можна передбачити описану вище виїмку, утворену за рахунок виконання напрямних елементів з відступом від відповідної стінки кільцевої камери 53. Очевидно, однак, що в напрямних елементах можна передбачити і лише по одному отвору 58, відповідно 59 в їх передній або задній частині. В усі х варіантах виконання рециркуляційного пристрою вершини 41-44 та 57 напрямних елементів 37-40 та 56 за умови їх виготовлення з м'якого легкого металу або із синтетичного матеріалу 13 79816 (пластику) необов'язково повинні мати укорочене радіально назовні виконання, оскільки в цьому випадку повністю можна допустити їх зіткнення з Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 14 кінцями 25-28 лопаток без небезпеки їх ушкодження. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601