本發(fā)明的主題是一種用于生產(chǎn)電能和/或機械能的離心徑流式渦輪。本發(fā)明屬于如下那些過程的領(lǐng)域，所述過程提供用于通過一個或多個渦輪來獲得工作流體的一個或多個膨脹階段，所述渦輪適于通過(一個或多個)渦輪中的流體的膨脹來轉(zhuǎn)換流體的能量。優(yōu)選但不排他地，本發(fā)明涉及反向旋轉(zhuǎn)型的離心徑流式膨脹渦輪。優(yōu)選但不排他地，本發(fā)明涉及在通過蒸汽蘭金循環(huán)或有機蘭金循環(huán)(ORC)來產(chǎn)生能量的裝置中使用的膨脹渦輪。在ORC裝置中，有機類型的工作流體代替常規(guī)的水/蒸汽系統(tǒng)來使用。

背景技術(shù)：

用于蒸汽或有機流體的膨脹的離心徑流式渦輪是公知的。

例如，公開文獻WO 2013/108099闡述了一種用于在蘭金循環(huán)中膨脹有機流體的渦輪，其設(shè)置有沿徑向方向交錯的轉(zhuǎn)子葉片和定子葉片的陣列。渦輪中蒸汽的供應在正面方向上獲得。在限定于高壓下的渦輪的第一部分中，大致沿徑向方向提供工作流體的第一膨脹。在限定于低壓下的第二部分中，大致沿軸向方向提供工作流體的第二膨脹。定子葉片由渦輪的外殼支撐。

反向旋轉(zhuǎn)的離心徑流式渦輪也長期為人們所知，其用于水蒸汽的膨脹。

例如，公開文獻GB 311,586闡述了一種蒸汽渦輪，其包括兩個承載葉片環(huán)的反向旋轉(zhuǎn)的盤。鄰近徑向更靠內(nèi)的葉片環(huán)存在有通路，所述通路橫貫從在渦輪容納殼中獲得的蒸汽室開始的盤。蒸汽導入管道被連接到所述室。

還為人們所知的是反向旋轉(zhuǎn)的離心徑流式渦輪，其中，所述盤之間的蒸汽的導入通過在與所述盤一體的轉(zhuǎn)軸中獲得的導管來發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在這樣的背景下，本申請人觀察到，像上面描述的那些公知的離心徑流式渦輪能夠在各個方面加以改進，尤其是以增加其效率且同時改善其結(jié)構(gòu)強度的方式加以改進。

本申請人首先觀察到，如在上述文獻GB 311,586所述的盤中獲得的導入通路首先引起所述盤本身的結(jié)構(gòu)弱化。的確，這種通路的尺寸必須設(shè)計成使得允許通過渦輪可處理的最大流體流速，以便最大化其效率。但是，為了限制通過所述通路的負載損耗，所述通路穿越速度不能超過特定值(約10米/秒)，因此，必要的和公知的是，要獲得具有一定面積的通道，以便甚至利用低穿越速度也能獲得期望的流率。

本申請人還觀察到，即使如上所述限制穿越速度，這樣的通路與相應的盤一起旋轉(zhuǎn)的事實仍然引起相當大的負載損耗，所述負載損耗對整個渦輪的效率產(chǎn)生不利的影響。

本申請人還觀察到，具有(非反向旋轉(zhuǎn)的)定子和轉(zhuǎn)子葉片的離心徑流式渦輪(如在文獻WO 2013/108099中所述的渦輪，尤其是在圖1和圖2的構(gòu)造中)具有相當多的與工作流體的插入有關(guān)的問題，因為在具有支撐軸的機器側(cè)上的空間有限；此外，在這樣的區(qū)域中，過高的溫度是不允許的(冷卻問題)，以便避免損壞通常裝備所述機器和所述區(qū)域的精密元件(比如機械密封件和軸承)。

在這樣的背景下，本申請人設(shè)定以下目標：提出一種離心徑流式渦輪，其優(yōu)選但不排他地反向旋轉(zhuǎn)，所述離心徑流式渦輪相對于現(xiàn)有技術(shù)的反向旋轉(zhuǎn)及其他離心徑流式渦輪具有改善的效率。

更一般地，本申請人設(shè)定了至少一個以下目標/對現(xiàn)有技術(shù)的改進：

■改善定子與轉(zhuǎn)子葉片之間(在單盤離心徑流式渦輪的情況下)或轉(zhuǎn)子盤之間(就反向旋轉(zhuǎn)離心徑流式渦輪而言)的工作流體的導入期間的效率；

■提高所述一個或多個盤的結(jié)構(gòu)強度；

■簡化工作流體(即使其具有高流速)的導入，如在ORC循環(huán)中的有機流體的膨脹的情況那樣；

■使得能夠利用任何工作流體(例如有機流體或水)來使用渦輪(尤其是反向旋轉(zhuǎn)渦輪)。

本申請人發(fā)現(xiàn)，所述目標(至少一個上面列出的目標)及其他目標能夠通過如下方式實現(xiàn)：同時利用導入階段，以便通過在所述一個或多個盤的導入通路處獲得的軸向級來轉(zhuǎn)動所述一個或多個盤，或者(換言之)將所述通路成形為具有葉柵。

特別地，所述目標(至少一個上面列出的目標)及其他目標大體上由權(quán)利要求書中的一項或多項所述的離心徑流式渦輪來實現(xiàn)。

下文闡述本發(fā)明的各個方面。

根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及一種離心徑流式渦輪，包括：

固定容納殼；

至少一個支撐盤，所述至少一個支撐盤具有第一面，所述第一面承載至少一個徑向轉(zhuǎn)子級，所述徑向轉(zhuǎn)子級由沿著相應的圓形路徑接連布置的葉片的陣列形成；

至少一個與相應的支撐盤成一體的轉(zhuǎn)軸；

其中所述至少一個徑向轉(zhuǎn)子級位于用于工作流體的膨脹容積中；

其中所述至少一個支撐盤具有貫通導入通道，所述貫通導入通道相對于所述相應的轉(zhuǎn)軸位于徑向外部位置，并且相對于所述至少一個徑向轉(zhuǎn)子級位于徑向內(nèi)部位置；

其中所述至少一個支撐盤可在通過所述貫通導入通道進入的工作流體的作用下圍繞旋轉(zhuǎn)軸線與所述相應的轉(zhuǎn)軸一起自由旋轉(zhuǎn)；

其特征在于，在相應的貫穿導入通道處，所述至少一個支撐盤包括至少一個相應的軸向轉(zhuǎn)子級的多個導入轉(zhuǎn)子葉片。

根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及一種離心徑流式渦輪，包括：

固定容納殼；

支撐盤，所述支撐盤具有第一面，所述第一面承載至少一個徑向轉(zhuǎn)子級，所述徑向轉(zhuǎn)子級由沿相應的圓形路徑接連布置的葉片的陣列形成；

與相應的盤成一體的轉(zhuǎn)軸；

至少一個徑向定子級，所述至少一個徑向定子級相對于容納殼固定并且由沿相應的圓形路徑接連布置的葉片的陣列形成，并且所述至少一個徑向定子級相對于所述至少一個徑向轉(zhuǎn)子級處于徑向外部和/或徑向內(nèi)部位置，

其中膨脹容積界定于支撐盤與容納殼之間；

其中所述至少一個支撐盤具有貫穿導入通道，所述貫穿導入通道相對于相應的轉(zhuǎn)軸位于徑向外部位置并且相對于所述至少一個徑向轉(zhuǎn)子級位于徑向內(nèi)部位置；

其中所述至少一個支撐盤可在通過所述貫通導入通道進入的工作流體的作用下圍繞旋轉(zhuǎn)軸線與所述相應的轉(zhuǎn)軸一起自由旋轉(zhuǎn)；

其特征在于，在相應的貫穿導入通道處，所述至少一個支撐盤包括至少一個相應的軸向轉(zhuǎn)子級的多個導入轉(zhuǎn)子葉片。

根據(jù)一個方面，本發(fā)明涉及一種反向旋轉(zhuǎn)的離心徑流式渦輪，包括：

第一支撐盤，所述第一支撐盤具有第一面，第一面承載至少一個徑向轉(zhuǎn)子級，所述至少一個徑向轉(zhuǎn)子級由沿相應的圓形路徑并以第一取向接連布置的葉片的陣列形成；

與第一支撐盤成一體的第一轉(zhuǎn)軸；

第二支撐盤，所述第二支撐盤包括第一面，第一面承載至少一個徑向轉(zhuǎn)子級，所述至少一個徑向轉(zhuǎn)子級由沿相應的圓形路徑并且以與所述第一取向相反的第二取向接連布置的葉片的陣列形成；

與第二支撐盤成一體的第二轉(zhuǎn)軸；

其中第一支撐盤面對第二支撐盤，以便界定膨脹容積，并且第一支撐盤的葉片與第二支撐盤的葉片徑向交錯；

其中所述盤中的每一個盤具有貫穿導入通道，所述貫穿導入通道相對于相應的轉(zhuǎn)軸位于徑向外部位置并且相對于徑向轉(zhuǎn)子級的葉片的陣列位于徑向內(nèi)部位置；

其中第一和第二支撐盤在通過導入通道進入的工作流體的作用下與相應的轉(zhuǎn)軸一起圍繞公共旋轉(zhuǎn)軸線自由旋轉(zhuǎn)并以相反的方向旋轉(zhuǎn)；

其特征在于，在相應的貫穿導入通道處，所述盤中的每一個包括至少一個相應的軸向轉(zhuǎn)子級的多個導入轉(zhuǎn)子葉片。

導入通道在所述(各)盤的第一面和與所述第一面相反的第二面兩者上均敞開且優(yōu)選地沿軸向延伸。

每個轉(zhuǎn)子葉片均具有大體上徑向延伸的前緣(和后緣)。前緣面對相應的盤的第二面。后緣面對相應的盤的第一面。

工作流體進入膨脹容積(被包括在所述盤與所述容納殼之間、或如果反向旋轉(zhuǎn)的話在第一與第二支撐盤之間)通過位于所述(各)盤的徑向內(nèi)部的導入通道來實現(xiàn)。流體從旋轉(zhuǎn)軸線向外膨脹離開，并在上述(各)盤的徑向周邊部分出去。

在一個方面，導入通道至少部分地由所述導入轉(zhuǎn)子葉片界定。

在一個方面，毗鄰的導入通道由所述導入轉(zhuǎn)子葉片之一隔開。

在一個方面，導入通道和導入轉(zhuǎn)子葉片沿至少一個與旋轉(zhuǎn)軸線共軸的圓形路徑接連布置。

在一個優(yōu)選實施例中，軸向轉(zhuǎn)子級包括多個轉(zhuǎn)子葉片，所述多個轉(zhuǎn)子葉片在環(huán)形通路中一個接一個地布置，環(huán)形通路(其沿所述圓形路徑延伸)在所述盤中獲得并與旋轉(zhuǎn)軸線共軸，所述轉(zhuǎn)子葉片將所述環(huán)形通路劃分成多個上述導入通道。

本申請人已驗證，根據(jù)本發(fā)明的解決方案使得能夠通過軸向膨脹級來引入蒸汽，所述軸向膨脹級使得能夠以比現(xiàn)有技術(shù)更有效的方式并且利用所述(各)盤上更有限的通路來實施該過程。

在一個方面，導入轉(zhuǎn)子葉片在相應的支撐盤中整體獲得。這確保了所述(各)盤具有更大的硬度和結(jié)構(gòu)強度。

在一個方面，所述(各)盤和相關(guān)轉(zhuǎn)子葉片通過三維燒結(jié)技術(shù)(用于從金屬和/或陶瓷粉末中生成物件的方法)獲得。這使得能夠獲得具有有限尺寸的(各)盤和轉(zhuǎn)子葉片，所述(各)盤和轉(zhuǎn)子葉片適于小功率應用(例如包含在約5kW與約50kW之間的功率)，例如適用于汽車領(lǐng)域。

在一個方面，每個導入轉(zhuǎn)子葉片的徑向高度與(各)支撐盤的直徑的比值處于約0.007與約0.05之間。

徑向高度指的是沿導入轉(zhuǎn)子葉片的徑向方向的延伸。所述盤的直徑指的是排除在所述盤的周邊布置的副軸向級的可能的副葉片之外的所述盤的最大直徑。

轉(zhuǎn)子葉片以及所致通路相對于所述(各)盤的尺寸而言較小，因此，所述一個或多個盤與現(xiàn)有技術(shù)的盤相比更堅固。

在一個方面，通過導入通道的工作流體的軸向通過速度處于約35m/s與約100m/s之間，優(yōu)選地處于約40m/s與約45m/s之間。由于轉(zhuǎn)子葉片的存在，穿越導入通道的速度使得必要的流速在通路面積相對于現(xiàn)有技術(shù)減小的情況下獲得。

在一個方面，所述渦輪包括相應的軸向定子級的多個導入定子葉片，所述多個導入定子葉片與支撐盤的或各支撐盤中的每一個的導入轉(zhuǎn)子葉片并排，并且布置在相應支撐盤的與所述第一面相反的第二面的一側(cè)。軸向定子級與相應的軸向轉(zhuǎn)子級一起限定軸向?qū)爰墶?/p>

在一個方面，所述渦輪包括固定部，所述固定部設(shè)有多個固定導入開口，所述多個固定導入開口與支撐盤的或各支撐盤之一的導入轉(zhuǎn)子葉片并排，并且位于相應支撐盤的與第一面相反的第二面的一側(cè)。

固定導入開口與入口導管、并且(有可能)與布置在與相應的盤相反的固定部的一側(cè)的導入室流體連通。

在一個方面，導入定子葉片界定固定導入開口。

在一個方面，導入定子葉片容納在固定導入開口中。

在一個方面，固定導入開口中的每一個容納至少一個導入定子葉片。

在一個實施例中，軸向定子級包括多個定子葉片，所述多個定子葉片一個接另一個地布置于環(huán)形通路，環(huán)形通路在固定部中獲得并與所述盤或各盤的旋轉(zhuǎn)軸線同軸，所述定子葉片將所述環(huán)形通路劃分為多個上述固定導入開口。

在一個實施例中，固定導入開口為通孔或槽，所述通孔或槽在固定部中獲得，所述孔或槽中的每一個容納一個或多個導入定子葉片。

在一個方面，軸向轉(zhuǎn)子級為作用型軸向轉(zhuǎn)子級。因此轉(zhuǎn)子葉片的上游和下游的流體的靜壓相同。

在一個方面，軸向轉(zhuǎn)子級為反作用型軸向轉(zhuǎn)子級。

在一個方面，所述一個或多個支撐盤具有補償通口，所述補償通口相對于貫通導入通道在徑向內(nèi)部位置中獲得，以便平衡各盤上的軸向推力。

在一個方面，所述渦輪包括環(huán)形室，所述環(huán)形室是同心的并且面對所述支撐盤或每個支撐盤的第二面。

在一個方面，容納所述一個或多個支撐盤的固定容納殼包括環(huán)形壁，所述環(huán)形壁與旋轉(zhuǎn)軸線共軸并界定所述(各)環(huán)形室。環(huán)形室的一部分由支撐盤界定、一部分由所述環(huán)形壁界定、且一部分由與所述容納殼(或相對于容納殼固定的任何殼)成一體并且面對相應的支撐盤的其它界定壁界定。

在一個方面，每個支撐盤包括環(huán)形附件，所述環(huán)形附件從相應的第二面突出，與旋轉(zhuǎn)軸線共軸，并且與環(huán)形壁密封地接合以便界定所述(各)環(huán)形室。

在一個方面，所述渦輪包括多個滑動襯墊，每個滑動襯墊介于環(huán)形壁的一端與相應的環(huán)形附件之間。

在一個方面，所述滑動襯墊裝在環(huán)形壁的端部并且靠著所述環(huán)形附件滑動。

在一個不同方面，所述滑動襯墊能夠被裝在環(huán)形附件上并且靠著環(huán)形壁的端部滑動。

在一個方面，所述渦輪包括至少一個副軸向級，所述至少一個副軸向級相對于所述支撐盤或相對于所述支撐盤之一位于徑向外部的位置中。所述至少一個副軸向級相對于工作流體的流動方向位于徑向轉(zhuǎn)子級的下游。

在一個方面，所述至少一個副軸向級包括多個副轉(zhuǎn)子葉片，所述多個副轉(zhuǎn)子葉片位于或直接裝在每個支撐盤的周緣上。

在一個方面，所述至少一個副軸向級包括多個副定子葉片，所述多個副定子葉片安裝固定在支撐元件上，所述支撐元件相對于支撐盤位于徑向外部的位置中。

在一個方面，所述支撐元件是容納殼的徑向外部部分的一部分。

在一個方面，每個支撐盤均具有副環(huán)形附件，所述副環(huán)形附件從相應的第一面突出、與旋轉(zhuǎn)軸線共軸、并且相對于徑向級位于徑向外部的位置中。

在一個方面，所述環(huán)形附件與承載副定子葉片的徑向內(nèi)端部的徑向內(nèi)環(huán)密封地接合。

在一個方面，所述渦輪包括滑動襯墊，所述滑動襯墊介于徑向內(nèi)環(huán)與相應的環(huán)形附件之間。

在一個方面，所述渦輪包括鼻部，所述鼻部與容納殼成一體并且位于入口導管中。

在一個方面，所述鼻部位于所述支撐盤的與第一面相反的第二面的一側(cè)。

在一個方面，所述鼻部是固定部的設(shè)有固定導入開口的一部分。

在一個方面，固定導入開口和(優(yōu)選地)導入定子葉片周向地位于所述鼻部的周圍。

在一個方面，所述渦輪為蘭金循環(huán)型的用于能量的熱電聯(lián)產(chǎn)的裝置的部件，所述蘭金循環(huán)是閉合回路(使得工作流體即使在維修時仍保持在回路中)并且使用具有高分子量的有機流體。

在一個不同方面，所述渦輪能夠用于開式循環(huán)或閉式循環(huán)蒸汽動力裝置中。

其他特征和優(yōu)點將從對本發(fā)明的離心徑流式渦輪的優(yōu)選但不排他的實施例的詳細描述中變得更加清楚。

附圖說明

將在下文參考僅作為非限制性例子提供的成套附圖來闡述該具體實施方式，附圖中：

■圖1為沿根據(jù)本發(fā)明第一實施例的離心徑流式渦輪的軸向平面的半剖圖；

■圖2為沿根據(jù)本發(fā)明的不同實施例的離心徑流式渦輪的軸向平面的半剖圖；

■圖3為屬于圖1或2所示渦輪的支撐盤的前視圖；

■圖4為圖1的渦輪的一部分的前視圖；和

■圖5示出圖1或2所示渦輪的細節(jié)圖。

具體實施方式

參看圖1，附圖標記1總體上表示根據(jù)本發(fā)明的反向旋轉(zhuǎn)的離心徑流式膨脹渦輪。

所示的反向旋轉(zhuǎn)的離心徑流式渦輪1可在例如有機蘭金循環(huán)(ORC)型或蒸汽蘭金循環(huán)型的用于產(chǎn)生機械能和/或電能的裝置中使用。優(yōu)選但不排他地，所示的反向旋轉(zhuǎn)的離心徑流式渦輪1在低功率應用(例如，用于產(chǎn)生包含在約5kW與約50kW之間的功率)中使用。

渦輪1包括固定容納殼2，所述固定容納殼在其內(nèi)殼容納第一支撐盤3和第二支撐盤4。支撐盤3、4可圍繞公共旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”在支撐殼2中彼此獨立地自由旋轉(zhuǎn)。為此，第一支撐盤3與相應的第一轉(zhuǎn)軸5成一體，所述第一轉(zhuǎn)軸通過第一軸承6裝在容納殼2中。第二支撐盤4與相應的第二轉(zhuǎn)軸7成一體，所述第二轉(zhuǎn)軸通過相應的第二軸承8裝在容納殼2中。

第一支撐盤3具有第一面9，所述第一面9承載多個徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13，所述徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13一個接一個地接連地徑向布置。所述徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13中的每一個包括多個葉片14，所述多個葉片14沿與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同心的圓形路徑以陣列布置。換言之，不同級10、11、12、13的葉片的圓形陣列形成同心環(huán)。

第二支撐盤4具有相應的第一面15，所述第一面15承載多個徑向轉(zhuǎn)子級16、17、18、19，所述徑向轉(zhuǎn)子級16、17、18、19一個接一個地接連地徑向布置。所述徑向轉(zhuǎn)子級16、17、18、19中的每一個包括多個葉片20，所述多個葉片20沿與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同心的圓形路徑以陣列布置。換言之，不同級16、17、18、19的葉片的圓形陣列形成同心環(huán)。

第一支撐盤3的第一面9位于第二支撐盤4的第一面15的對面，并且第一支撐盤3的葉片14與第二支撐盤4的葉片20徑向交錯。換言之，第一支撐盤3的徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13相對于第二支撐盤4的徑向轉(zhuǎn)子級16、17、18、19沿徑向方向交錯。第一支撐盤3的葉片14終止于第二支撐盤4的第一面15附近，第二支撐盤4的葉片20則終止于第一支撐盤3的第一面9附近。

徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13、16、17、18、19的上述葉片14、20中的每一個葉片前緣和后緣大體上平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”延伸，使它們能在離心徑流式工作流體的流動作用下工作，即主要從旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”朝外側(cè)定向。

第一支撐盤3具有與第一面9相反的第二面21，所述第二面21承載兩個環(huán)形附件(或突起)22。如在圖3中可見的，環(huán)形附件22形成與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的同心環(huán)。

同樣地，第二支撐盤4具有與第一面15相反的第二面23，所述第二面23承載兩個環(huán)形附件(或突起)24。類似于第一支撐盤3，第二支撐盤4的環(huán)形附件24形成與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的同心環(huán)。

第一和第二轉(zhuǎn)軸5、6沿公共旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”對準并且每一個沿相反方向從相應的支撐盤3、4的第二面21、23延伸。

在相對于徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13徑向內(nèi)部和相對于第一支撐盤3的轉(zhuǎn)軸5徑向外部的區(qū)域中，第一支撐盤3具有貫通導入通道25，所述貫通導入通道25大體上沿軸向方向橫貫第一支撐盤3的厚度并且在第一面9和第二面15兩者上均敞開。

如在圖3中可見的，所述貫通導入通道25沿與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的圓形路徑布置，并由第一支撐盤3的徑向相對部分和由形成軸向轉(zhuǎn)子級27的多個導入轉(zhuǎn)子葉片26界定。換言之，軸向轉(zhuǎn)子級27由圓形開口限定，所述圓形開口沿著上述圓形路徑延伸，導入轉(zhuǎn)子葉片26被放置在所述圓形開口中，所述導入轉(zhuǎn)子葉片26連接第一支撐盤3的徑向相對部分。

在相對于徑向轉(zhuǎn)子級16、17、18、19的徑向內(nèi)部的區(qū)域中和相對于第二支撐盤4的轉(zhuǎn)軸7的徑向外部的區(qū)域中，第二支撐盤4具有貫通導入通道28，所述貫通導入通道28大體上沿著軸向方向穿過第二支撐盤4的厚度并且在第一面15和第二面23兩者上敞開。

以結(jié)構(gòu)上等同于第一支撐盤3的方式，所述貫通導入通道28沿與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的圓形路徑布置，并由第二支撐盤4的徑向相對部分和由形成軸向轉(zhuǎn)子級30的多個導入轉(zhuǎn)子葉片29界定。換言之，軸向轉(zhuǎn)子級30由圓形開口限定，圓形開口沿著上述圓形路徑延伸，導入轉(zhuǎn)子葉片29被放置在所述圓形開口中，所述導入轉(zhuǎn)子葉片29連接第二支撐盤4的徑向相對部分。

兩個支撐盤3、4(包括導入轉(zhuǎn)子葉片26、29)優(yōu)選地例如通過三維燒結(jié)技術(shù)制成為單件。

軸向轉(zhuǎn)子級27、30的上述葉片26、29中的每一個葉片的前緣和后緣大體上徑向(沿相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”的徑向)延伸，使它們能在軸向類型的工作流體的流動作用下工作，即主要平行于旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”定向。導入葉片26、29中的每一個葉片的前緣面對相應的支撐盤3、4的第二面21、23，并且后緣面對相應的支撐盤3、4的第一面9、15。

兩個第一面9、15一起界定工作流體的膨脹容積31，所述工作流體通過兩個支撐盤3、4的貫通導入通道25、28進入所述膨脹容積31中，并且通過所述兩個支撐盤3、4的徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13、16、17、18、19從旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”徑向膨脹離開，并且在上述支撐盤3、4的徑向外周部分出去。

第一支撐盤3的徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12、13的葉片14的朝向與第二支撐盤4的徑向轉(zhuǎn)子級16、17、18、19的葉片20的朝向相反，使工作流體的膨脹引起所述兩個支撐盤3、4沿相反的方向轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，每個導入轉(zhuǎn)子葉片26、29的徑向高度與支撐盤3、4的直徑之間的比值處于約0.007與約0.050之間。在所示實施例中，該比值例如約等于0.025。

膨脹渦輪1還包括第一部分32，所述第一部分32(相對于容納殼2)是固定的，設(shè)有多個與第一支撐盤3的導入轉(zhuǎn)子葉片26軸向并排、并且位于所述第一支撐盤3的第二面21的一側(cè)的固定導入開口33。第一固定部32可為容納殼2的整體部分，或穩(wěn)定地裝在容納殼2中。如在圖4中可見的，第一固定部32具有與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的環(huán)形通路和多個定子葉片34，所述多個定子葉片34位于所述環(huán)形通路中，將其劃分成上述固定導入開口33。定子葉片34大體上徑向(沿相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”的徑向)延伸。定子葉片34形成軸向定子級35，其與相應的軸向轉(zhuǎn)子級27一起限定用于第一支撐盤3的軸向?qū)爰墶?/p>

第二固定部36位于第二支撐盤4的第二面23的一側(cè)。第二固定部36設(shè)有多個與第二支撐盤4的導入轉(zhuǎn)子葉片29軸向并排的固定導入開口37。第二固定部36可為容納殼2的整體部分或穩(wěn)定地裝在容納殼2中。類似于第一固定部32，第二固定部36具有與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的環(huán)形通路和多個定子葉片38，所述多個定子葉片38位于所述環(huán)形通路中，將其劃分成上述固定導入開口37。定子葉片38大體上徑向(沿相對于所述旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”的徑向)延伸。定子葉片38形成軸向定子級39，所述軸向定子級39與相應的軸向轉(zhuǎn)子級30一起限定用于第二支撐盤4的軸向?qū)爰墶?/p>

第一固定部32從旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”徑向延伸離開(像固定盤)，并具有布置在第一支撐盤3的環(huán)形附件22對面的相應面40。從第一固定部32的所述面40延伸出兩個與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的環(huán)形壁41(見圖4)。每個環(huán)形壁41軸向地幾乎延伸到第一支撐盤3的在相應的環(huán)形附件22處的第二面21。

如在圖5的局部圖中更好地可見的，環(huán)形附件22保持為布置在相對于相應的環(huán)形壁41沿徑向更靠內(nèi)的位置上。環(huán)形壁41的端部42位于環(huán)形附件22附近并且承載滑動襯墊43，滑動襯墊保持為徑向介于所述端部42與所述環(huán)形附件22之間?；瑒右r墊43與環(huán)形附件22接觸并在其上滑動，以確保工作流體的密封。

沿徑向相繼布置的環(huán)形壁41與第一固定部32的面40和第一支撐盤3的第二面21一起界定第一環(huán)形室44。

第二固定部36在結(jié)構(gòu)上類似于第一固定部32。相應的面46布置在第二支撐盤4的環(huán)形附件24的對面。從所述面46延伸出兩個與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸的環(huán)形壁47(和環(huán)形附件24一樣多)。每個環(huán)形壁47軸向地幾乎延伸到第二支撐盤4的在相應的環(huán)形附件24處的第二面23。

環(huán)形附件24保持為布置在相對于相應的環(huán)形壁47沿徑向更靠內(nèi)的位置上。以相對于圖5所示的內(nèi)容鏡像的方式，環(huán)形壁47的一個端部42位于環(huán)形附件24附近并且承載滑動襯墊43，所述滑動襯墊43保持為徑向介于所述端部42與所述環(huán)形附件24之間。滑動襯墊43與環(huán)形附件24接觸并在其上滑動，以確保工作流體的密封。

沿徑向相繼布置的環(huán)形壁47與第一固定部36的面46和第二支撐盤4的第二面23一起界定第二環(huán)形室48。

在所示的實施例中，第一和第二固定部32、36兩者均具有孔50，用于通過相應的轉(zhuǎn)軸5、7(圖4)。

此外，支撐盤3、4兩者均具有補償通口52，所述補償通口52在相對于貫通導入通道25、28的徑向內(nèi)部位置獲得。

所述渦輪1還包括兩個副軸向級53，每個副軸向級53位于相對于相應的支撐盤3、4的徑向外部的區(qū)域中。

下文僅參照所述級53中的一個，因為這些級53結(jié)構(gòu)相同。

副軸向級53包括多個副轉(zhuǎn)子葉片54(裝在相應的支撐盤3、4的周緣上)和多個副定子葉片55(裝在支撐元件2a上，所述支撐元件構(gòu)成容納殼2的徑向外部的一部分，并位于相對于支撐盤3、4的徑向外部的位置上)。

副轉(zhuǎn)子葉片54從相應的盤3、4的周緣朝外面徑向延伸，如在圖3中可見的。副定子葉片55從支撐元件56徑向延伸并朝旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”匯聚。

副定子葉片55的徑向內(nèi)末端由徑向內(nèi)環(huán)56承載。該環(huán)56位于相應的支撐盤3、4的周緣處并面對所述支撐盤3、4的第一面9、15。

支撐盤3、4中的每一個具有副環(huán)形附件57，所述副環(huán)形附件57從相應的第一面9、15突出，與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸并且位于相對于徑向轉(zhuǎn)子級10-13、16-19的徑向外部的位置上。

徑向內(nèi)環(huán)56位于相對于副環(huán)形附件57的徑向外部且鄰近所述副環(huán)形附件57的位置上，并且承載滑動襯墊，所述滑動襯墊保持為徑向介于所述內(nèi)環(huán)56與所述副環(huán)形附件57之間?；瑒右r墊與副環(huán)形附件57接觸并在其上滑動，以確保工作流體的密封。

容納殼2界定第一導入室58，第一導入室58布置在與相應的第一支撐盤3相對的第一固定部32的一側(cè)。第一導入室58為環(huán)形，且面對第一固定部32的固定導入開口33并與所述固定導入開口33流體連通。第一導入室58還與預期在渦輪1中膨脹的工作流體源59(如位于渦輪1的上游的回路)流體連通。

容納殼2界定第二導入室60，第二導入室60布置在與相應的第二支撐盤4相對的第二固定部36的一側(cè)。第二導入室60為環(huán)形，且面對第二固定部36的固定導入開口37并與所述固定導入開口37流體連通。第二導入室60與預期在渦輪1中膨脹的工作流體源59流體連通。

使用中，來自源59的工作流體通過適宜的導管61進入導入室58、60，并從這些導入室軸向流過固定導入開口33、37，流過固定部32、36的定子葉片34、38，并流過支撐盤3、4的導入轉(zhuǎn)子葉片26、29。工作流體通過導入通道25、28的速度例如處于約40m/s和約45m/s之間。

然后，工作流體流過第一和第二支撐盤3、4的徑向轉(zhuǎn)子級10-13、16-19，然后流過副軸向級53。從副軸向級53離開的工作流體然后朝著位于渦輪1的下游的回路被傳送到由容納殼2界定的室62(優(yōu)選地蝸殼)中。

圖2所示的實施例只具有一個支撐盤3。與在圖1中示出和描述的用于反向旋轉(zhuǎn)渦輪的元件類似的元件不再贅述于本文中；為簡單起見，相同的附圖標記用于那些元件。

支撐盤3具有第一面9，所述第一面9承載多個一個接一個地接連地徑向布置的徑向轉(zhuǎn)子級10、11、12。

第一面9的對面放置有容納殼2的壁63，所述壁63承載多個一個接一個地接連地徑向布置的徑向定子級64、65。定子級64、65中每一個包括沿對應的圓形路徑接連布置的葉片66的陣列。定子級64、65與轉(zhuǎn)子級10、11、12徑向交錯。

在本實施例中，膨脹容積31被界定于支撐盤3與容納殼2的壁63之間。

單個支撐盤3的結(jié)構(gòu)大體上與圖1描述和示出的用于反向旋轉(zhuǎn)渦輪的第一支撐盤3相同。類似于圖1的反向旋轉(zhuǎn)渦輪，圖2的渦輪具有兩個環(huán)形壁41，環(huán)形壁41具有端部42，端部42位于環(huán)形附件22附近，所述環(huán)形附件22從支撐盤3的第二面21伸出，以便界定環(huán)形室44。

類似于圖1的反向旋轉(zhuǎn)渦輪，圖2的渦輪還包括副軸向級53，副軸向級53包括多個副轉(zhuǎn)子葉片54(裝在支撐盤3的周緣上)和多個副定子葉片55(安裝固定在構(gòu)成容納殼2的徑向外部的一部分的支撐元件56上)。

類似于圖1的反向旋轉(zhuǎn)渦輪，圖2的渦輪還包括導入通道25，導入通道25在支撐盤3中獲得并設(shè)有限定軸向轉(zhuǎn)子級27的導入轉(zhuǎn)子葉片26。

類似于圖1的反向旋轉(zhuǎn)渦輪，圖2的渦輪還包括固定導入開口33，固定導入開口33與支撐盤3的導入轉(zhuǎn)子葉片26軸向并排并位于所述支撐盤3的第二面21的一側(cè)。固定導入開口33具有限定軸向定子級35的導入定子葉片34。

不同于圖1的反向旋轉(zhuǎn)渦輪，圖2的渦輪包括鼻部67(如某種尖形元件)，所述鼻部67與旋轉(zhuǎn)軸線“X-X”同軸并位于支撐盤3的第二面21的一側(cè)。鼻部67的外周承載導入定子葉片34并朝著軸向入口68定向。鼻部67使從軸向入口68進入的流體朝著圍繞鼻部的固定導入開口33偏轉(zhuǎn)。