專(zhuān)利名稱(chēng)：壓縮機(jī)、壓縮機(jī)葉輪、清潔配件和廢氣渦輪增壓器的制作方法
壓縮機(jī)、壓縮機(jī)葉輪、清潔配件和廢氣渦輪增壓器發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及壓縮機(jī)清潔領(lǐng)域，具體地涉及內(nèi)燃機(jī)用廢氣渦輪增壓 器的壓縮機(jī)。根據(jù)權(quán)力要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種帶清潔裝 置的壓縮機(jī)，還涉及其清潔配件。
背景技術(shù)：
眾所周知，通過(guò)內(nèi)燃機(jī)用廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)對(duì)污染空氣的吸附，會(huì)導(dǎo)致污染物的形成，尤其是形成在動(dòng)葉片(Laufschaufeln)和快 速旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪(Verdichterrad)的輪轂(Nabe)上。污染物會(huì)導(dǎo)致粗 糙表面的形成，該粗糙表面在短時(shí)間內(nèi)會(huì)充分削弱壓縮機(jī)的輸出。為了避免前文中所提及的影響，壓縮機(jī)需要定期有規(guī)律地進(jìn)行清 潔。根據(jù)壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)，清潔工作在滿(mǎn)載或部分加載的情況下完成。 葉輪相應(yīng)地在滿(mǎn)轉(zhuǎn)速或降低了的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，同時(shí)清潔流體逆著葉輪 氣流方向而引入。

圖1顯示了兩種最常用的清潔裝置。為了將清潔流體引入流道， 簡(jiǎn)易軟管或細(xì)管從壓縮機(jī)套的外側(cè)沿徑向引入流動(dòng)區(qū)域，或者從壓縮 機(jī)套中心件處徑向引入流道內(nèi)部區(qū)域。通過(guò)用于清潔葉輪的軟管或細(xì) 管，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)噴射所需數(shù)量的清潔流體。清潔流體被輸送 至旋轉(zhuǎn)葉輪的動(dòng)葉片區(qū)域。由于葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，清潔流體一皮有力地 離心分離至動(dòng)葉片表面的徑向外部區(qū)域。此外，由于運(yùn)動(dòng)學(xué)的原因(壓 縮機(jī)動(dòng)葉片速度與噴水射流速度之比)，所述噴水射流將不能充分深入 地滲透到動(dòng)葉片之間。尤其是在從外部徑向布設(shè)清潔流體供給線(xiàn)路的 情況下，清潔流體將不能到達(dá)動(dòng)葉片徑向內(nèi)部區(qū)域和動(dòng)葉片之間的輪 轂表面，因此清潔效果不能令人滿(mǎn)意。在葉輪快速旋轉(zhuǎn)的情況下不能被流體到達(dá)的所述區(qū)域，如果想要 得到有效的清潔，那么內(nèi)燃機(jī)就不得不節(jié)流，以降低葉輪的旋轉(zhuǎn)速度， 從而降低壓縮機(jī)動(dòng)葉片的轉(zhuǎn)速。因此，采用傳統(tǒng)的清潔裝置進(jìn)行清潔總是不能得到滿(mǎn)意的結(jié)果。發(fā)明概要本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種帶改進(jìn)清潔裝置的壓縮機(jī)，利用該裝 置，壓縮機(jī)甚至能在葉輪快速旋轉(zhuǎn)的情況下有效地去除污染物。該目的通過(guò)具備專(zhuān)利權(quán)利要求1所述特征的壓縮機(jī)、具備專(zhuān)利權(quán) 利要求11所述特征的葉輪和具備專(zhuān)利權(quán)利要求13所述特征的針對(duì)葉 輪的清潔配件來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，壓縮機(jī)葉輪的動(dòng)葉片和輪轂通過(guò)清潔流體射束(Reinigungsfltissigkeitsstrahl)來(lái)清潔，該射束沿著葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)并指向 葉輪。清潔流體射束在這種情況下通過(guò)供給噴嘴(Zufiihrdiise)而被引導(dǎo) 或者說(shuō)噴射到葉輪上，其中該供給噴嘴置于軸線(xiàn)上，并沿軸線(xiàn)朝葉輪 方向?qū)R。供給射束(Zufiihrstmhl)在這種情況下沿著軸線(xiàn)，繼而沖擊 壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)中心的壓縮機(jī)葉輪輪轂。該方法達(dá)到了清潔流體在壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)中心(即徑向最里面)沖 擊壓縮機(jī)葉輪的效果。即使所述清潔流體被強(qiáng)氣流聚集在一起并徑向 朝外甩出，也保證了清潔流體至少部分地沿著輪轂表面流動(dòng)，并在此 過(guò)程中進(jìn)行了所希望的表面清潔。為了改善清潔流體在輪轂頂端區(qū)域的分布，在從屬權(quán)利要求中提 出了各種進(jìn)一步的措施。通過(guò)位于壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)中心的射束分流器(Strahlteiler)，供給射 束能夠均勻分布并朝著徑向偏移。該射束分流器帶有尖端和傾斜側(cè)面 (Flanken),該傾斜側(cè)面優(yōu)選地徑0向朝外彎曲。因此，供給射束可以 平穩(wěn)地偏射(ablenken)而不會(huì)從輪轂表面反射回來(lái)。此外供給射束可以被位于壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)中心的中心孔收集。尤其是與射束分流器相結(jié)合時(shí)，通過(guò)這種方式產(chǎn)生了優(yōu)化的清潔流體中 間存儲(chǔ)器。在中心孔里面，清潔流體被沿徑向朝外輸送并在圓周方向 得到加速。在中心孔的半徑擴(kuò)展處形成了清潔流體環(huán)，它與壓縮機(jī)葉 輪同步旋轉(zhuǎn)。由此，清潔流體沿著中心孔的圓周均勻地分布，使得從 中心孔流出的清潔流體也可以沿著圓周而均勻地清潔壓縮機(jī)葉輪。為了使清潔流體準(zhǔn)確地指向壓縮機(jī)葉輪動(dòng)葉片或位于動(dòng)葉片之 間的輪轂區(qū)域，徑向朝外定位的清潔噴嘴嵌入在壓縮機(jī)葉輪輪轂中。 特別有利地，清潔噴嘴設(shè)置在中心孔的徑向外部區(qū)域，這樣清潔流體 在離心加速度的作用下，能從中心孔被擠壓通過(guò)清潔噴嘴，并被指向 需要清潔的壓縮機(jī)葉輪區(qū)域。根據(jù)需求，該清潔噴嘴可以設(shè)置成使所產(chǎn)生的流體從噴嘴流出成 束狀或分叉狀。如果要使清潔流體成較大面積的分布，分叉狀射束是 有利的，而如果針對(duì)的是持久穩(wěn)固的污染物，則通常采用束狀射束到 表面上。射束分流器、中心孔和清潔噴嘴可以單獨(dú)地或者以任何形式的組 合集成到清潔配件上，而該清潔配件連接并固定到壓縮機(jī)葉輪輪轂的 前端上。因此，現(xiàn)有的壓縮機(jī)葉輪可以很簡(jiǎn)單地裝配根據(jù)本發(fā)明的清 潔裝置。更多的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求中。 附圖簡(jiǎn)述根據(jù)本發(fā)明，帶有清潔裝置的壓縮機(jī)將在下文參考附圖作更詳細(xì) 的解釋說(shuō)明。其中，圖1是壓縮機(jī)沿著軸線(xiàn)剖開(kāi)的截面圖，其中該壓縮機(jī)帶有根據(jù)現(xiàn) 有技術(shù)的清潔裝置。圖2是根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)沿著軸線(xiàn)剖開(kāi)的截面圖，其中該壓縮 機(jī)帶有清潔裝置的笫 一 實(shí)施例。圖3是根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)沿著軸線(xiàn)剖開(kāi)的截面圖，其中該壓縮機(jī)帶有清潔裝置的第二實(shí)施例。圖4是根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)沿著軸線(xiàn)剖開(kāi)的截面圖，其中該壓縮 機(jī)帶有清潔裝置的第三實(shí)施例，而該實(shí)施例又具有帶多個(gè)清潔噴嘴的 清潔配件。圖5是圖4所示的清潔配件的截面圖。圖6和圖7分別是圖5所示清潔配件的兩個(gè)不同構(gòu)造的清潔噴嘴 的截面圖。實(shí)施方法在前文中已經(jīng)提到，圖1是帶傳統(tǒng)清潔裝置的壓縮機(jī)裝置。為了 將清潔流體引入流道4，供給線(xiàn)路5，或5"(形式為簡(jiǎn)易軟管或細(xì)管)從 壓縮機(jī)外殼3的外側(cè)徑向引入流動(dòng)區(qū)域，或者，在某些壓縮機(jī)制作商 所使用的備選實(shí)施例中，引入外殼中心件31的區(qū)域中，外殼中心件 31位于流道的徑向內(nèi)部區(qū)域內(nèi)。所需數(shù)量的清潔流體可以通過(guò)供給線(xiàn) 路噴射到流道中，用于定期地清洗壓縮機(jī)葉輪1。在運(yùn)行過(guò)程中，清 潔流體被氣流收集并傳送到轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮機(jī)葉輪的動(dòng)葉片區(qū)域。不同于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的清潔壓縮機(jī)中， 用于清潔流體的供給線(xiàn)路5"，設(shè)置在中央。如圖2所示，清潔射束通 過(guò)供給噴嘴51而噴射到壓縮機(jī)葉輪區(qū)域內(nèi)，其中該射束是單獨(dú)的、 平行于供給噴嘴軸線(xiàn)延伸的、集束的射束，且不帶霧化角度，而該供 給噴嘴51與壓縮機(jī)葉輪1的軸線(xiàn)A同軸并沿其方向而設(shè)置。該供給 噴嘴(例如)設(shè)置在外殼中心件31的內(nèi)部，但也可以從壓縮機(jī)外部沿徑 向通過(guò)壓縮機(jī)吸入?yún)^(qū)域的通道而固定在中央。從流體技術(shù)的角度看，供鄉(xiāng)^射束71在離心式壓縮機(jī)的情況下取 決于沿著軸線(xiàn)定向的流路。因此，即使是在壓縮機(jī)滿(mǎn)載運(yùn)行并具有相 應(yīng)的強(qiáng)氣流情況下，清潔流體也能更精確地噴射到壓縮機(jī)葉輪上。盡 管清潔流體的供給射束71發(fā)生在壓縮機(jī)葉輪的中心，但在巨大的離 心力作用下，清潔流體將沿著輪轂表面和動(dòng)葉片根部被運(yùn)送到壓縮機(jī)葉輪的外部區(qū)域，尤其是動(dòng)葉片11上，這樣就完成了對(duì)壓縮機(jī)葉輪 的完全潤(rùn)濕。供給射束沖擊壓縮機(jī)葉輪1輪轂10的前端(Nase)并從軸向朝徑向 偏射。為了有助于偏射，同時(shí)確保清潔流體均勻分布，在圖2所示的 根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)清潔的第一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)葉輪輪轂的前端 被制成分流器13的形狀。分流器基本上是軸向定位的頂端，其帶有 徑向朝外的傾斜側(cè)面。該側(cè)面在這種情況下可以構(gòu)造成連續(xù)形狀，或 者分割成單獨(dú)的三角形部分。為了使沿徑向偏射的清潔流體射流指向待清潔表面上的指定區(qū) 域，形式為孔或槽狀凹部的清潔噴嘴12可以嵌入(einlassen)在輪轂中 心的徑向外部表面中。由于噴嘴相對(duì)于待清潔點(diǎn)是不動(dòng)的，穩(wěn)定的清 潔噴嘴射束72就可以通過(guò)清潔噴嘴而指向壓縮機(jī)葉輪的同一位置。如圖5中的截面圖所示意性地顯示，每個(gè)動(dòng)葉片都優(yōu)選地安裝有 清洗噴嘴。 '同樣可以想到，將清潔噴嘴按不同的指向方式沿著圓周布置，使 得(例如)一排第一噴嘴指向動(dòng)葉片，而相應(yīng)地在第一排噴嘴之間，第 二噴嘴指向待清潔的輪轂表面區(qū)域。為了在輪轂前端表面形成的清潔流體層就滲透進(jìn)噴嘴，可以在噴 嘴的徑向外側(cè)設(shè)置較小的突出部，該突出部阻礙清潔流體沿徑向的噴 射?；蛘呖梢蕴峁┉h(huán)繞的環(huán)狀突出部，在其周?chē)梢苑e聚清潔流體。為了在供給射束71的徑向偏射過(guò)程中能夠更好地收集清潔流體， 在圖3所示的根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)清潔的第二實(shí)施例中，在輪轂10 的前端設(shè)置有中心開(kāi)口 15。供給射束72在偏射之后保留在中心開(kāi)口 15的內(nèi)部，這樣在中心開(kāi)口的徑向外壁上就形成了源自清潔流體的環(huán) 繞的環(huán)73。通過(guò)這種方法，在高壓下射束到壓縮機(jī)葉輪輪轂上的清潔 流體損失極少，有可能出現(xiàn)的徑向射束被中心開(kāi)口的徑向外壁所阻 止。由于清潔流體在中心開(kāi)口的徑向外壁上積聚，導(dǎo)致了清潔流體內(nèi) 部壓力的增大。清潔流體的流出方式可以是通過(guò)從中心開(kāi)口溢出，或者也可以是通過(guò)嵌入在中心開(kāi)口的沿徑向的外部區(qū)域中的清潔噴嘴12流出。根據(jù)圖4,在根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)清潔的第三個(gè)實(shí)施例中，中心 開(kāi)口 65、分流器63和清潔噴嘴62集成在單獨(dú)的部件中，這就是清潔 配件6。該清潔配件可以安裝在輪轂上，并利用螺釘或其它固定器件 連接到輪轂上。通過(guò)這種方法，不帶清潔裝置或帶傳統(tǒng)清潔裝置的壓 縮機(jī)可被改裝更新。在供給射束沖擊輪轂表面或清潔配件表面時(shí)，以及在沿徑向的偏 射過(guò)程中，清潔流體在圓周方向得到加速。如圖5的清潔配件截面圖 所示，為了有助于這種加速而提供了導(dǎo)翼(Lenkfliige1)64，該導(dǎo)翼起到 了推進(jìn)器的作用，加速了偏射的供給射束。在清潔配件6的截面圖中，同樣可以看見(jiàn)清潔噴嘴62，該清潔噴是相應(yīng)于壓縮機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向、相對(duì)于半徑傾斜地嵌入在清潔配件 壁內(nèi)。清潔噴嘴可以相應(yīng)于待清潔的壓縮機(jī)葉輪區(qū)域而對(duì)齊。根據(jù)是要 清潔整個(gè)動(dòng)葉片11還是清潔遭受污染物特別嚴(yán)重的輪轂表面上的指 定部分，可以選取不同指向和不同形狀的噴嘴。清潔噴嘴射束72最 終受到清潔噴嘴孔口變化的影響。如最后兩幅圖所示，射束流在離開(kāi) 噴嘴后可以是單束的(圖6)或是分叉的(圖7)。通過(guò)清潔噴嘴流出的清潔流體量，可以?xún)?yōu)選地添加到利用供給射 束通過(guò)而《1入壓縮機(jī)葉輪的清潔流體的量中。為了補(bǔ)償噴射中可能出 現(xiàn)的損失，所引入的量在這種情況下應(yīng)該略微多一點(diǎn)。為了防止這種 損失并減少由待壓縮介質(zhì)流引起的對(duì)供給射束的影響，供給噴嘴51 到壓縮機(jī)葉輪輪轂前端的距離可以根據(jù)壓縮機(jī)葉輪的尺寸而延伸幾毫米至幾厘米的較小距離。或者，如圖4中所示意性顯示的，供給噴 嘴可以構(gòu)造成可回縮且可伸長(zhǎng)的形式。因此，該供給噴嘴可以延伸進(jìn) 入流動(dòng)區(qū)進(jìn)行清潔，而由于噴嘴可回縮，則不會(huì)妨礙流動(dòng)。例如經(jīng)過(guò)或未經(jīng)過(guò)特殊處理的、做了凈化或溫度調(diào)節(jié)的、含有或 不含添加劑的水，都可以被用作清潔流體。根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)清潔:技術(shù)尤其適合于清潔內(nèi)燃機(jī)用廢氣渦 輪增壓器的離心式壓縮機(jī)。參考標(biāo)號(hào)列表A軸線(xiàn)1壓縮4幾葉壽侖10輪轂11動(dòng)葉片-12清潔噴嘴13射束分流器15中心開(kāi)口2軸桿3壓縮機(jī)外殼31外殼中心件4流道5用于清潔流體的供給線(xiàn)路5，外部供給線(xiàn)路5"內(nèi)部供給線(xiàn)路5"，同軸供給線(xiàn)路51供給噴嘴6清潔配件62清潔噴嘴63射束分流器64用于清潔流體的導(dǎo)翼65中心開(kāi)口71 供給射束72 清潔噴嘴射束73 清潔流體環(huán)
權(quán)利要求
1、一種壓縮機(jī)，其包括可以繞軸線(xiàn)(A)旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪(1)和用于清潔所述壓縮機(jī)葉輪的清潔裝置，所述清潔裝置帶有用于清潔流體的供給線(xiàn)路(5)，其特征在于，用于所述清潔流體的所述供給線(xiàn)路(5)包括供給噴嘴(51)，其設(shè)置在所述軸線(xiàn)(A)上并指向所述軸線(xiàn)的方向，使得所述清潔流體能夠以成束的供給射束(71)的形式而通過(guò)所述供給噴嘴沿所述軸線(xiàn)被引導(dǎo)到所述壓縮機(jī)葉輪上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述壓縮機(jī)設(shè) 置有器件(13,63),以分流所述供給射束(71)，利用所述器件(13,63)， 所述供給射束(71)能夠朝著徑向偏射。
3、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所 述壓縮機(jī)葉輪具有中心開(kāi)口 (15),以用于接收所述供給射束(71)并傳輸 所述清潔流體。
4、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于，清 潔配件(6)固定在所述壓縮才幾葉4侖上，所述清潔配件具有中心開(kāi)口 (65)， 以用于接收所述供給射束(71)并傳輸所述清潔流體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述中心 開(kāi)口(15,65)在其徑向外部區(qū)域通向清潔噴嘴(12,62)，通過(guò)所述清潔噴 嘴(12,62)，利用所述供給射束而引向所述壓縮機(jī)葉輪的所述清潔流體 能夠被引導(dǎo)到所述壓縮機(jī)葉輪的待清潔區(qū)域上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于， 所述壓縮機(jī)葉輪包括清潔噴嘴(12,62)，通過(guò)所述清潔噴嘴(12,62),利 用所述供給射束而引向所述壓縮機(jī)葉輪的所述清潔流體能夠被引導(dǎo) 到所述壓縮機(jī)葉輪待清潔區(qū)域上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述清潔 噴嘴(12,62)構(gòu)造成，能夠使所迷清潔流體以成束的射束(72)的形式離 開(kāi)所述噴嘴。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述清潔 噴嘴(12,62)構(gòu)造成，能夠使所迷清潔流體以分叉的射束(72)的形式離 開(kāi)所述噴嘴。
9、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所 述壓縮機(jī)葉輪包括導(dǎo)翼(64),利用所述導(dǎo)翼，由所述供給射束(71)引向 所述壓縮機(jī)葉輪的所述清潔流體能夠在圓周方向被加速。
10、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所 述供給噴嘴構(gòu)造成能夠沿所述軸線(xiàn)而偏向所述壓縮機(jī)葉輪，使得，為 了把所述供給射束引導(dǎo)到所述壓縮機(jī)葉輪，所述供給噴嘴和所述壓縮 機(jī)葉輪之間的、將由所述供給射束跨越的距離能夠被縮短。
11、 一種壓縮機(jī)葉輪，其包才舌輪轂和設(shè)置在所述輪穀上的動(dòng)葉片， 其特征在于，在所述輪轂中嵌入有裝置以用于接收并傳輸清潔流體。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)葉輪，其特征在于，所述輪 轂中嵌入有中心開(kāi)口(15),清潔流體能夠引入到所述中心開(kāi)口(15)中， 并且所述中心開(kāi)口(15)在其徑向外部區(qū)域通向清潔噴嘴(12)，通過(guò)所述 清潔噴嘴，引入在所述中心開(kāi)口中的清潔流體能夠被引向輪轂和/或動(dòng) 葉片的待清潔區(qū)域。
13、 一種圓柱狀的壓縮機(jī)葉輪清潔配件，其包括中心開(kāi)口(65), 清潔流體可以-故引入所述中心開(kāi)口 (65)中，并且所述中心開(kāi)口 (65)在其 徑向外部區(qū)域通向徑向向外指向的清潔噴嘴(62)，通過(guò)所述清潔噴嘴 (62),引入所述中心開(kāi)口的清潔流體可從所述清潔配件中沿徑向引出。
14、 一種廢氣渦輪增壓器，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1到10中 任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)。
全文摘要
壓縮機(jī)葉輪(1)的動(dòng)葉片(11)和輪轂(10)通過(guò)沿壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)指向壓縮機(jī)葉輪的清潔流體射束(72)來(lái)進(jìn)行清潔。清潔流體射束通過(guò)供給噴嘴(51)被指向或噴射到壓縮機(jī)葉輪上，其中該供給噴嘴設(shè)置在所述軸線(xiàn)上，并沿軸線(xiàn)指向壓縮機(jī)葉輪方向。該供給射束(72)沿所述軸線(xiàn)而壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)中心內(nèi)沖擊壓縮機(jī)葉輪輪轂。由此使得清潔流體在壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)中心內(nèi)沖擊壓縮機(jī)葉輪。該清潔流體在離心力的作用下，沿著輪轂表面被沿徑向輸送到徑向的外部區(qū)域。
文檔編號(hào)F01D25/00GK101243242SQ200680029375
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者R·米勒 申請(qǐng)人:Abb渦輪系統(tǒng)有限公司