專利名稱：用于徑流式渦輪機的中間隔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于徑流式渦輪機的中間隔板和帶有具有該中間隔板的壓縮機級的徑流式渦輪機。
背景技術(shù)：
徑流式渦輪機例如為多級的單軸徑流式壓縮機，所述單軸徑流式壓縮機的單級作為用于過程氣體的流動引導(dǎo)的組件而具有由軸驅(qū)動的葉輪、徑向擴散道、轉(zhuǎn)向通道以及回流通道。過程氣體首先流過葉輪，其中過程氣體沿軸向方向進(jìn)入到葉輪中并且在徑向方向上向外地從葉輪中排出。在擴散道中進(jìn)行靜壓的提高，所述擴散道徑向地連接到葉輪上并且被過程氣體從內(nèi)向外通流。在多級的徑流式壓縮機中，過程氣體流過多個徑流式壓縮機級，所述徑流式壓縮機級沿軸向彼此連續(xù)地設(shè)置在軸上并且分別具有葉輪和擴散道。此外， 在徑流式壓縮機級中的每個中，在擴散道之后徑向地朝著軸的方向引回氣流，以便進(jìn)入到隨后的徑流式壓縮機級的葉輪中。借助將過程氣體流動方向從徑向向外轉(zhuǎn)向徑向向內(nèi)的轉(zhuǎn)向通道來完成回流。在徑向方向上延伸的回流通道在下游連接到轉(zhuǎn)向通道上，以便將過程氣體流輸送給設(shè)置在下游的葉輪的入口。在流過最后的徑流式壓縮機級之后，過程氣體流入到螺旋殼體中，所述螺旋殼體連接到最后的徑流式壓縮機級上，并且在所述螺旋殼體上連接有徑流式壓縮機接管，過程氣體穿過所述徑流式壓縮機接管流出。已知的是，從主流中引出過程氣體的一部分，以便獲取例如用于冷卻馬達(dá)或者用于冷卻磁性軸承的冷卻氣體。然而此外，從過程氣體的主流中提取部分氣體流具有下述缺點因為部分氣體流例如具有過高的濕氣含量，所以在許多情況下，部分氣體流的質(zhì)量在純度要求方面是不夠的。這可能導(dǎo)致由部分氣體流接觸的構(gòu)件的損傷，由此徑流式渦輪壓縮機的維護周期很短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于徑流式渦輪機的中間隔板和具有該中間隔板的徑流式渦輪機，其中該徑流式渦輪機能夠可靠地運行。根據(jù)本發(fā)明提出一種用于徑流式渦輪機的中間隔板，所述徑流式渦輪機具有徑向擴散通道，所述徑向擴散通道的主通流方向徑向從內(nèi)向外地延伸；轉(zhuǎn)向通道，所述轉(zhuǎn)向通道在徑向擴散通道的下游連接到徑向擴散通道上，并且所述轉(zhuǎn)向通道的主通流方向從徑向向外轉(zhuǎn)向徑向向內(nèi)；以及回流通道，所述回流通道在轉(zhuǎn)向通道的下游連接到轉(zhuǎn)向通道上，并且所述回流通道的主通流方向徑向從外向內(nèi)地延伸。中間隔板具有第一外表面區(qū)段，所述第一外表面區(qū)段凸形地成型，以界定轉(zhuǎn)向通道。此外，在中間隔板中設(shè)有通到轉(zhuǎn)向通道中的至少一個廢氣導(dǎo)出通道，使得當(dāng)主通流在轉(zhuǎn)向通道中具有固態(tài)的或者液態(tài)的小顆粒時，作為主通流的小顆粒少的氣體的廢氣能夠穿過廢氣導(dǎo)出通道從所述主通流中導(dǎo)出。此外，根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)一種具有豎直設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸線的徑流式渦輪機，其中徑流式渦輪機的主流動方向從上向下延伸并且徑流式渦輪機具有帶有中間隔板的壓縮機級。有利地，本發(fā)明在徑流式渦輪機中實現(xiàn)從在徑流式渦輪機的徑流式擴散道級的環(huán)形腔中的可能載有顆粒和/或載有水滴的過程氣體流中提取干燥且干凈的部分氣體流。根據(jù)本發(fā)明，這尤其基于中間隔板的第一外表面區(qū)段的凸形的形狀和基于轉(zhuǎn)向通道和其開ロ 的根據(jù)本發(fā)明的特別的布置來實現(xiàn)。本發(fā)明基于下述思想將在轉(zhuǎn)向通道中的部分氣體流的提取位置設(shè)置在最大流動轉(zhuǎn)向的區(qū)域中，即設(shè)置在轉(zhuǎn)向通道的內(nèi)彎曲部中。例如污物顆?；蛘咝∷蔚墓虘B(tài)或者液態(tài)的小顆粒能夠由于其慣性而不完全跟隨氣體流的轉(zhuǎn)向。根據(jù)本發(fā)明的一種實施形式，中間隔板借助第二外表面區(qū)段來界定徑向擴散通道，并且借助第三外表面區(qū)段界定回流通道，其中第一外表面區(qū)段關(guān)于主通流方向而設(shè)置在第二和第三外表面區(qū)段之間。在本發(fā)明的該實施形式中，可有利地由中間隔板作為一體式的部件來提供徑向擴散通道的、轉(zhuǎn)向通道的和回流通道的內(nèi)邊界，廢氣導(dǎo)出通道的開ロ 區(qū)段以及連接到開ロ區(qū)段上的區(qū)段集成地設(shè)置在所述部件中。根據(jù)本發(fā)明的一種實施形式，廢氣導(dǎo)出通道在第一外表面區(qū)段和第三外表面區(qū)段之間的過渡區(qū)域中通到轉(zhuǎn)向通道中。在該實施形式中有利的是，能夠?qū)U氣作為主通流的小顆粒少的氣體而尤其有效地從所述主通流中通過廢氣導(dǎo)出通道導(dǎo)出。有利地起作用的是，在運行中，過程氣體流在回流通道附近以已經(jīng)大的轉(zhuǎn)向角度轉(zhuǎn)向，使得特別少的固態(tài)或者液態(tài)的小顆粒來到廢氣導(dǎo)出通道的開ロ附近，因為固態(tài)或者液態(tài)的小顆粒不能夠完全跟隨氣流的轉(zhuǎn)向。另ー優(yōu)點為，當(dāng)在具有豎直的旋轉(zhuǎn)軸線和從上至下延伸的主流動方向的徑流式渦輪機中使用中間隔板時，固態(tài)或者液態(tài)的小顆粒由于重力而從廢氣導(dǎo)出通道的開ロ 中去除或者說不到達(dá)開ロ，由此提高廢氣的純度。優(yōu)選地，在中間隔板中的廢氣導(dǎo)出通道在中間隔板的軸線所位于的平面中延伸。 此外，廢氣導(dǎo)出通道相對于中間隔板軸線朝向第三外表面區(qū)段傾斜地設(shè)置。在該實施形式中，當(dāng)將中間隔板裝入到具有豎直的旋轉(zhuǎn)軸線的徑流式渦輪機中吋，廢氣導(dǎo)出通道的傾斜有利地有助于將更少的固態(tài)或者液態(tài)小顆粒隨著廢氣通過廢氣導(dǎo)出通道導(dǎo)出，由此進(jìn)一歩提聞廢氣質(zhì)量。按照根據(jù)本發(fā)明的徑流式渦輪機的一種實施形式，徑流式渦輪機具有回流通道和內(nèi)殼體，所述內(nèi)殼體成型并且設(shè)置成，使得內(nèi)殼體連同中間隔板的第三外表面區(qū)段一起形成回流通道。此外，在回流通道中設(shè)有至少ー個導(dǎo)向葉片，所述導(dǎo)向葉片覆蓋回流通道，并且在所述導(dǎo)向葉片中，廢氣導(dǎo)出通道從中間隔板引導(dǎo)到內(nèi)殼體中。在該實施形式中，有利地取消了下述必要性，即在回流通道中設(shè)置用于流動引導(dǎo)來自徑向擴散道級中的廢氣的、覆蓋回流通道的単獨的管道。此外，根據(jù)ー種實施形式，廢氣導(dǎo)出通道能夠在導(dǎo)向葉片中沿軸向方向延伸。根據(jù)該實施形式的改進(jìn)形式，廢氣導(dǎo)出通道設(shè)置在葉片斷面弦上并且設(shè)置在導(dǎo)向葉片的最高的斷面厚度的區(qū)域中。因此，廢氣導(dǎo)出通道可有利地具有大的直徑，由此能夠有利地提高所導(dǎo)出的廢氣的流量。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種實施形式，在每個導(dǎo)向葉片中和與此相關(guān)聯(lián)地在中間隔板中設(shè)有廢氣導(dǎo)出通道。在該實施形式中，能夠有利地進(jìn)ー步提高廢氣的流量。


下面，根據(jù)所附的示意圖闡明根據(jù)本發(fā)明的中間隔板和根據(jù)本發(fā)明的徑流式壓縮機級的優(yōu)選實施形式。其示出
圖I示出具有豎直的旋轉(zhuǎn)軸線和根據(jù)本發(fā)明的中間隔板的根據(jù)本發(fā)明的徑流式壓縮機的徑流式壓縮機級的局部視圖，以及根據(jù)本發(fā)明的實施例的徑流式壓縮機級的導(dǎo)向葉片的剖面圖。
具體實施例方式在圖I中根據(jù)本發(fā)明的實施例示意地示出根據(jù)本發(fā)明的徑流式壓縮機I的徑流式壓縮機級2，其中，徑流式壓縮機級2具有根據(jù)本發(fā)明的中間隔板7。此外，示出徑流式壓縮機級2的導(dǎo)向葉片8的示意的剖面圖。在圖I中示出的徑流式壓縮機I具有內(nèi)殼體6，在所述內(nèi)殼體中設(shè)有置于軸3上的并且由該軸驅(qū)動的徑流式壓縮機葉輪5。過程氣體通過徑流式壓縮機葉輪5徑向向外地轉(zhuǎn)向。在圖I中借助箭頭來表明在徑流式壓縮機葉輪5中的主流17的方向。徑向擴散通道11、轉(zhuǎn)向通道12以及回流通道25在下游連接到徑流式壓縮機葉輪5上。分別通過箭頭來表明在徑向擴散通道11中的主流18、在轉(zhuǎn)向通道12中的主流 19以及在回流通道20中的主流20。此外，在內(nèi)殼體6中設(shè)有中間隔板7，所述中間隔板具有第一外表面區(qū)段13、第二外表面區(qū)段14和第三外表面區(qū)段15。中間隔板7借助外表面區(qū)段13、14、15形成徑向擴散通道11的、轉(zhuǎn)向通道12的和回流通道25的內(nèi)壁。相應(yīng)對置的內(nèi)壁由內(nèi)殼體6構(gòu)成。因此，流動通道11、12、25的寬度和形狀相應(yīng)地通過內(nèi)殼體6的形狀以及通過中間隔板7的形狀和布置來確定。根據(jù)圖1，第二外表面區(qū)段14和第三外表面區(qū)段15在橫截面中基本直線地延伸，相反地，第一外表面區(qū)段13凸形地成型。轉(zhuǎn)向通道12將氣流以180°轉(zhuǎn)向，以便將過程氣體輸送到位于下游的下一徑流式壓縮機葉輪5。圖I中的實施例的中間隔板7構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)對稱的、一體式的構(gòu)件，徑流式壓縮機I 的軸3穿引過所述構(gòu)件。中間隔板7在其內(nèi)部中具有廢氣導(dǎo)出通道16，在中間隔板7的表面上的所述廢氣導(dǎo)出通道在第一外表面區(qū)段13的區(qū)域中開口，即在中間隔板7的凸形部分中開口。在此，廢氣導(dǎo)出通道16傾斜并且通到轉(zhuǎn)向通道12的在過程氣體流動方向中靠后的部分中。為此，廢氣導(dǎo)出通道16設(shè)置成，從過程氣體流中通過徑流式壓縮機級2導(dǎo)出部分氣體流。這在圖I中通過箭頭示出。因為根據(jù)本發(fā)明，廢氣導(dǎo)出通道16在凸形的第一外表面區(qū)段13中開口，所以能夠從過程氣體的主通流中分流出干凈且干燥的部分氣體流。如在圖I中所示，由小水滴21或者由具有與過程氣體相比更高的密度的顆粒組成的包含在過程氣體流中的部分徑向向外移動，朝轉(zhuǎn)向通道12的由內(nèi)殼體6形成的內(nèi)壁靠近。在轉(zhuǎn)向通道12中，在廢氣導(dǎo)出通道16 的開口附近的區(qū)域中形成水滴少的區(qū)域22，使得固態(tài)或者液態(tài)的顆粒能夠更少地到達(dá)到廢氣導(dǎo)出通道16中，進(jìn)而缺少固態(tài)或者液態(tài)小顆粒的部分氣體流流入到廢氣導(dǎo)出通道16中。在圖I中所示出的實施形式中，在回流通道25中設(shè)有從旋流中抽走過程氣體流的導(dǎo)向葉片8。在圖I中所示出的實施例中，導(dǎo)向葉片8在回流通道25中沿流動方向在大的區(qū)域上延伸。此外，在圖I中，示例地根據(jù)以橫截面圖繪制的導(dǎo)向葉片8來示出導(dǎo)向葉片8 在軸向斷面中的布置。導(dǎo)向葉片8相應(yīng)地具有前緣9和后緣10，并且氣動地成型并設(shè)置成用于使氣流轉(zhuǎn)向，如在圖I中以相應(yīng)的橫截面圖所示。此外，導(dǎo)向葉片8形成在內(nèi)殼體6和中間隔板7之間的機械連接。為了進(jìn)一步導(dǎo)引在第一外表面區(qū)段13上流入到傾斜的廢氣導(dǎo)出通道16中的氣體，例如用作為馬達(dá)冷卻氣體的氣體，在中間隔板7和內(nèi)殼體6之間設(shè)有廢氣導(dǎo)出通道16的跨過回流通道25的區(qū)段，在該區(qū)段上連接有廢氣導(dǎo)出通道16的在內(nèi)殼體6中延伸的以及平行于廢氣導(dǎo)出通道區(qū)段16在中間隔板7中延伸并且傾斜的區(qū)段，以便將廢氣流23從徑流式壓縮機級2中導(dǎo)出。廢氣導(dǎo)出通道16的在內(nèi)殼體6和中間隔板7之間延伸的區(qū)段設(shè)置在導(dǎo)向葉片8中，如以導(dǎo)向葉片8的橫截面圖在圖I中所示。在此，廢氣導(dǎo)出通道16穿過導(dǎo)向葉片8的斷面弦24在所述導(dǎo)向葉片的最厚的斷 面徑的區(qū)域中延伸。能夠設(shè)置一個或多個傾斜的廢氣導(dǎo)出通道16，所述廢氣導(dǎo)出通道分別在中間隔板7的第一外表面區(qū)段13上具有開口，并且分別延伸穿過導(dǎo)向葉片8。盡管根據(jù)圖I中的實施例借助徑流式壓縮機闡明了本發(fā)明。然而，本發(fā)明還能夠應(yīng)用于徑流式泵。
權(quán)利要求
1.用于徑流式渦輪機(I)的中間隔板(7)，所述徑流式渦輪機具有徑向擴散通道(11)，所述徑向擴散通道的主通流方向(18)徑向地從內(nèi)向外延伸；轉(zhuǎn)向通道(12)，所述轉(zhuǎn)向通道在所述徑向擴散通道(11)的下游連接到所述徑向擴散通道上，并且所述轉(zhuǎn)向通道的主通流方向(19)從徑向向外轉(zhuǎn)向徑向向內(nèi)；以及回流通道(25)，所述回流通道在所述轉(zhuǎn)向通道(12)的下游連接到所述轉(zhuǎn)向通道上，并且所述回流通道的主通流方向(20)徑向地從外向內(nèi)延伸，其中，所述中間隔板(7)具有第一外表面區(qū)段(13)，所述第一外表面區(qū)段凸形地成型，以界定所述轉(zhuǎn)向通道(12)，其中，在所述中間隔板(7)中設(shè)有至少一個廢氣導(dǎo)出通道(16)，所述廢氣導(dǎo)出通道通到所述轉(zhuǎn)向通道(12)中，使得當(dāng)主通流(19)在所述轉(zhuǎn)向通道(12)中具有固態(tài)的或者液態(tài)的小顆粒(21)時，作為主通流(19)的小顆粒少的氣體的廢氣能夠通過所述廢氣導(dǎo)出通道(16)從所述主通流中導(dǎo)出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中間隔板(7)，其中所述中間隔板(7)借助第二外表面區(qū)段(14)界定所述徑向擴散通道(11)并且借助第三外表面區(qū)段(15)界定所述回流通道(25)， 其中，所述第一外表面區(qū)段(13)關(guān)于所述主通流方向(17-19)設(shè)置在所述第二外表面區(qū)段和所述第三外表面區(qū)段(15、16)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中間隔板(7)，其中，所述廢氣導(dǎo)出通道(16)在所述第一外表面區(qū)段(13)和所述第三外表面區(qū)段(15)之間的過渡區(qū)域中通到所述轉(zhuǎn)向通道(12)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3之一所述的中間隔板(7)，其中，在所述中間隔板(7)中的廢氣導(dǎo)出通道(16)在所述中間隔板(7)的軸線所位于的平面中延伸，并且相對所述中間隔板 (7)的所述軸線朝向所述第三外表面區(qū)段(14)傾斜地設(shè)置。
5.具有豎直設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸線(4)的徑流式渦輪機(I)，其中，所述徑流式渦輪機的所述主通流方向從上向下延伸，所述徑流式渦輪機具有壓縮機級(2 )，所述壓縮機級(2 )具有根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的中間隔板(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的徑流式渦輪機(1)，其中，所述徑流式渦輪機(I)具有回流通道(25)和內(nèi)殼體(6)，所述內(nèi)殼體成型并且設(shè)置成，使得所述內(nèi)殼體(6)連同所述中間隔板 (7)的所述第三外表面區(qū)段(15) —起形成所述回流通道(25)，其中，在所述回流通道(25) 中設(shè)有至少一個導(dǎo)向葉片(8)，所述導(dǎo)向葉片覆蓋所述回流通道(25)，并且在所述導(dǎo)向葉片中，所述廢氣導(dǎo)出通道(16)從所述中間隔板(7)引導(dǎo)向所述內(nèi)殼體(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的徑流式渦輪機(1)，其中，所述廢氣導(dǎo)出通道(16)在所述導(dǎo)向葉片(8)中沿軸向方向(4)延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的徑流式渦輪機(1)，其中，所述廢氣導(dǎo)出通道(16)設(shè)置在所述葉片斷面弦(24)上并且設(shè)置在所述導(dǎo)向葉片(8)的最大斷面厚度的區(qū)域中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一所述的徑流式渦輪機(1)，其中，在每個導(dǎo)向葉片(8)中并且與此相關(guān)聯(lián)地在所述中間隔板(7)中設(shè)有所述廢氣導(dǎo)出通道(16)。
全文摘要
提供一種用于徑流式渦輪機(1)的中間隔板(7)，所述徑流式渦輪機具有豎直的旋轉(zhuǎn)軸線、徑向擴散通道(11)、轉(zhuǎn)向通道(12)和回流通道(25)，其中所述徑向擴散通道的主通流方向(18)徑向地從內(nèi)向外延伸，所述轉(zhuǎn)向通道在徑向擴散通道(11)的下游連接到其上并且所述轉(zhuǎn)向通道的主通流方向(19)從徑向向外轉(zhuǎn)向徑向向內(nèi)，所述回流通道在轉(zhuǎn)向通道(12)的下游連接在其上并且所述回流通道的主通流方向(20)徑向地從外向內(nèi)延伸。中間隔板(7)具有第一外表面區(qū)段(13)，所述第一外表面區(qū)段凸形地成型，以便界定轉(zhuǎn)向通道(12)，其中在中間隔板(7)中設(shè)有至少一個廢氣導(dǎo)出通道(16)，使得當(dāng)主通流(19)在轉(zhuǎn)向通道(12)中具有固態(tài)的或者液態(tài)的小顆粒(21)時，作為主通流(19)的缺少小顆粒的氣體的廢氣能夠通過廢氣導(dǎo)出通道(16)從所述轉(zhuǎn)向通道中導(dǎo)出。
文檔編號F04D31/00GK102612601SQ201080051293
公開日2012年7月25日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者彼得·羅本斯, 維爾納·約嫩 申請人:西門子公司