CN102612601B - 用于径流式涡轮机的中间隔板 - Google Patents

Abstract

提供一种用于径流式涡轮机（1）的中间隔板（7），所述径流式涡轮机具有竖直的旋转轴线、径向扩散通道（11）、转向通道（12）和回流通道（25），其中所述径向扩散通道的主通流方向（18）径向地从内向外延伸，所述转向通道在径向扩散通道（11）的下游连接到其上并且所述转向通道的主通流方向（19）从径向向外转向径向向内，所述回流通道在转向通道（12）的下游连接在其上并且所述回流通道的主通流方向（20）径向地从外向内延伸。中间隔板（7）具有第一外表面区段（13），所述第一外表面区段凸形地成型，以便界定转向通道（12），其中在中间隔板（7）中设有至少一个废气导出通道（16），使得当主通流（19）在转向通道（12）中具有固态的或者液态的小颗粒（21）时，作为主通流（19）的缺少小颗粒的气体的废气能够通过废气导出通道（16）从所述转向通道中导出。

Description

用于径流式涡轮机的中间隔板

技术领域

本发明涉及一种径流式涡轮机，所述径流式涡轮机具有：中间隔板；径向扩散通道，所述径向扩散通道的主通流方向径向地从内向外延伸；转向通道，所述转向通道在所述径向扩散通道的下游连接到所述径向扩散通道上，并且所述转向通道的主通流方向从径向向外转向径向向内；以及回流通道，所述回流通道在所述转向通道的下游连接到所述转向通道上，并且所述回流通道的主通流方向径向地从外向内延伸，其中，所述中间隔板具有第一外表面区段，所述第一外表面区段凸形地成型，以界定所述转向通道，其中，在所述中间隔板中设有至少一个废气导出通道，所述废气导出通道通到所述转向通道中，使得当主通流在所述转向通道中具有固态的或者液态的小颗粒时，作为主通流的小颗粒少的气体的废气能够通过所述废气导出通道从所述主通流中导出。

背景技术

径流式涡轮机例如为多级的单轴径流式压缩机，所述单轴径流式压缩机的单级作为用于过程气体的流动引导的组件而具有由轴驱动的叶轮、径向扩散道、转向通道以及回流通道。过程气体首先流过叶轮，其中过程气体沿轴向方向进入到叶轮中并且在径向方向上向外地从叶轮中排出。在扩散道中进行静压的提高，所述扩散道径向地连接到叶轮上并且被过程气体从内向外通流。在多级的径流式压缩机中，过程气体流过多个径流式压缩机级，所述径流式压缩机级沿轴向彼此连续地设置在轴上并且分别具有叶轮和扩散道。此外，在径流式压缩机级中的每个中，在扩散道之后径向地朝着轴的方向引回气流，以便进入到随后的径流式压缩机级的叶轮中。借助将过程气体流动方向从径向向外转向径向向内的转向通道来完成回流。在径向方向上延伸的回流通道在下游连接到转向通道上，以便将过程气体流输送给设置在下游的叶轮的入口。在流过最后的径流式压缩机级之后，过程气体流入到螺旋壳体中，所述螺旋壳体连接到最后的径流式压缩机级上，并且在所述螺旋壳体上连接有径流式压缩机接管，过程气体穿过所述径流式压缩机接管流出。已知的是，从主流中引出过程气体的一部分，以便获取例如用于冷却马达或者用于冷却磁性轴承的冷却气体。

然而此外，从过程气体的主流中提取部分气体流具有下述缺点：因为部分气体流例如具有过高的湿气含量，所以在许多情况下，部分气体流的质量在纯度要求方面是不够的。这可能导致由部分气体流接触的构件的损伤，由此径流式涡轮压缩机的维护周期很短。

由FR 1 326 166 A已知一种用于此类压缩机的边界层吸除装置，该边界层吸除装置原则上适用于吸除干净的过程气体。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有中间隔板的径流式涡轮机，其中该径流式涡轮机能够可靠地运行。

根据本发明提出一种具有中间隔板的径流式涡轮机，其中，该径流式涡轮机具有回流通道和内壳体，所述内壳体如此地成型和布置，使得所述内壳体连同中间隔板的第三外表面区段一起形成回流通道，其中，在所述回流通道中设有至少一个导向叶片，所述导向叶片跨过所述回流通道，并且在所述导向叶片中，所述废气导出通道从中间隔板引导向内壳体。

有利地，本发明在径流式涡轮机中实现从在径流式涡轮机的径流式扩散道级的环形腔中的可能载有颗粒和/或载有水滴的过程气体流中提取干燥且干净的部分气体流。根据本发明，这尤其基于中间隔板的第一外表面区段的凸形的形状和基于转向通道和其开口的根据本发明的特别的布置来实现。本发明基于下述思想：将在转向通道中的部分气体流的提取位置设置在最大流动转向的区域中，即设置在转向通道的内弯曲部中。例如污物颗粒或者小水滴的固态或者液态的小颗粒能够由于其惯性而不完全跟随气体流的转向。

根据本发明的一种实施形式，中间隔板借助第二外表面区段来界定径向扩散通道，并且借助第三外表面区段界定回流通道，其中第一外表面区段关于主通流方向而设置在第二和第三外表面区段之间。在本发明的该实施形式中，可有利地由中间隔板作为一体式的部件来提供径向扩散通道的、转向通道的和回流通道的内边界，废气导出通道的开口区段以及连接到开口区段上的区段集成地设置在所述部件中。

根据本发明的一种实施形式，废气导出通道在第一外表面区段和第三外表面区段之间的过渡区域中通到转向通道中。在该实施形式中有利的是，能够将废气作为主通流的小颗粒少的气体而尤其有效地从所述主通流中通过废气导出通道导出。有利地起作用的是，在运行中，过程气体流在回流通道附近以已经大的转向角度转向，使得特别少的固态或者液态的小颗粒来到废气导出通道的开口附近，因为固态或者液态的小颗粒不能够完全跟随气流的转向。另一优点为，当在具有竖直的旋转轴线和从上至下延伸的主流动方向的径流式涡轮机中使用中间隔板时，固态或者液态的小颗粒由于重力而从废气导出通道的开口中去除或者说不到达开口，由此提高废气的纯度。

优选地，在中间隔板中的废气导出通道在中间隔板的轴线所位于的平面中延伸。此外，废气导出通道相对于中间隔板轴线朝向第三外表面区段倾斜地设置。在该实施形式中，当将中间隔板装入到具有竖直的旋转轴线的径流式涡轮机中时，废气导出通道的倾斜有利地有助于将更少的固态或者液态小颗粒随着废气通过废气导出通道导出，由此进一步提高废气质量。

按照根据本发明的径流式涡轮机的一种实施形式，径流式涡轮机具有回流通道和内壳体，所述内壳体成型并且设置成，使得内壳体连同中间隔板的第三外表面区段一起形成回流通道。此外，在回流通道中设有至少一个导向叶片，所述导向叶片覆盖回流通道，并且在所述导向叶片中，废气导出通道从中间隔板引导到内壳体中。在该实施形式中，有利地取消了下述必要性，即在回流通道中设置用于流动引导来自径向扩散道级中的废气的、覆盖回流通道的单独的管道。

此外，根据一种实施形式，废气导出通道能够在导向叶片中沿轴向方向延伸。根据该实施形式的改进形式，废气导出通道设置在叶片断面弦上并且设置在导向叶片的最高的断面厚度的区域中。因此，废气导出通道可有利地具有大的直径，由此能够有利地提高所导出的废气的流量。

此外，根据本发明的一种实施形式，在每个导向叶片中和与此相关联地在中间隔板中设有废气导出通道。在该实施形式中，能够有利地进一步提高废气的流量。

附图说明

下面，根据所附的示意图阐明根据本发明的中间隔板和根据本发明的径流式压缩机级的优选实施形式。其示出：

图1示出具有竖直的旋转轴线和根据本发明的中间隔板的根据本发明的径流式压缩机的径流式压缩机级的局部视图，以及根据本发明的实施例的径流式压缩机级的导向叶片的剖面图。

具体实施方式

在图1中根据本发明的实施例示意地示出根据本发明的径流式压缩机1的径流式压缩机级2，其中，径流式压缩机级2具有根据本发明的中间隔板7。此外，示出径流式压缩机级2的导向叶片8的示意的剖面图。在图1中示出的径流式压缩机1具有内壳体6，在所述内壳体中设有置于轴3上的并且由该轴驱动的径流式压缩机叶轮5。过程气体通过径流式压缩机叶轮5径向向外地转向。在图1中借助箭头来表明在径流式压缩机叶轮5中的主流17的方向。径向扩散通道11、转向通道12以及回流通道25在下游连接到径流式压缩机叶轮5上。分别通过箭头来表明在径向扩散通道11中的主流18、在转向通道12中的主流19以及在回流通道20中的主流20。

此外，在内壳体6中设有中间隔板7，所述中间隔板具有第一外表面区段13、第二外表面区段14和第三外表面区段15。中间隔板7借助外表面区段13、14、15形成径向扩散通道11的、转向通道12的和回流通道25的内壁。相应对置的内壁由内壳体6构成。因此，流动通道11、12、25的宽度和形状相应地通过内壳体6的形状以及通过中间隔板7的形状和布置来确定。根据图1，第二外表面区段14和第三外表面区段15在横截面中基本直线地延伸，相反地，第一外表面区段13凸形地成型。转向通道12将气流以180°转向，以便将过程气体输送到位于下游的下一径流式压缩机叶轮5。

图1中的实施例的中间隔板7构成为旋转对称的、一体式的构件，径流式压缩机1的轴3穿引过所述构件。中间隔板7在其内部中具有废气导出通道16，在中间隔板7的表面上的所述废气导出通道在第一外表面区段13的区域中开口，即在中间隔板7的凸形部分中开口。在此，废气导出通道16倾斜并且通到转向通道12的在过程气体流动中靠后的部分中。为此，废气导出通道16设置成，从过程气体流中通过径流式压缩机级2导出部分气体流。这在图1中通过箭头示出。

因为根据本发明，废气导出通道16在凸形的第一外表面区段13中开口，所以能够从过程气体的主通流中分流出干净且干燥的部分气体流。如在图1中所示，由小水滴21或者由具有与过程气体相比更高的密度的颗粒组成的包含在过程气体流中的份额径向向外移动，朝转向通道12的由内壳体6形成的内壁靠近。在转向通道12中，在废气导出通道16的开口附近的区域中形成水滴少的区域22，使得固态或者液态的颗粒能够更少地到达到废气导出通道16中，进而缺少固态或者液态小颗粒的部分气体流流入到废气导出通道16中。

在图1中所示出的实施形式中，在回流通道25中设有从旋流中抽走过程气体流的导向叶片8。在图1中所示出的实施例中，导向叶片8在回流通道25中沿流动方向在大的区域上延伸。此外，在图1中，示例地根据以横截面图绘制的导向叶片8来示出导向叶片8在轴向断面中的布置。导向叶片8相应地具有前缘9和后缘10，并且气动地成型并设置成用于使气流转向，如在图1中以相应的横截面图所示。此外，导向叶片8形成在内壳体6和中间隔板7之间的机械连接。

为了进一步导引在第一外表面区段13上流入到倾斜的废气导出通道16中的气体，例如用作为马达冷却气体的气体，在中间隔板7和内壳体6之间设有废气导出通道16的跨过回流通道25的区段，在该区段上连接有废气导出通道16的在内壳体6中延伸的以及平行于废气导出通道区段16在中间隔板7中延伸并且倾斜的区段，以便将废气流23从径流式压缩机级2中导出。

废气导出通道16的在内壳体6和中间隔板7之间延伸的区段设置在导向叶片8中，如以导向叶片8的横截面图在图1中所示。在此，废气导出通道16穿过导向叶片8的断面弦24在所述导向叶片的最厚的断面径的区域中延伸。

能够设置一个或多个倾斜的废气导出通道16，所述废气导出通道分别在中间隔板7的第一外表面区段13上具有开口，并且分别延伸穿过导向叶片8。尽管根据图1中的实施例借助径流式压缩机阐明了本发明。然而，本发明还能够应用于径流式泵。

Claims (8)

1.径流式涡轮机(1)，所述径流式涡轮机具有：中间隔板(7)；径向扩散通道(11)，所述径向扩散通道的主通流方向(18)径向地从内向外延伸；转向通道(12)，所述转向通道在所述径向扩散通道(11)的下游连接到所述径向扩散通道上，并且所述转向通道的主通流方向(19)从径向向外转向径向向内；以及回流通道(25)，所述回流通道在所述转向通道(12)的下游连接到所述转向通道上，并且所述回流通道的主通流方向(20)径向地从外向内延伸，其中，所述中间隔板(7)具有第一外表面区段(13)，所述第一外表面区段凸形地成型，以界定所述转向通道(12)，其中，在所述中间隔板(7)中设有至少一个废气导出通道(16)，所述废气导出通道通到所述转向通道(12)中，使得当主通流在所述转向通道(12)中具有固态的或者液态的小颗粒(21)时，作为主通流中的小颗粒少的气体的废气能够通过所述废气导出通道(16)从所述主通流中导出，

其特征在于，所述径流式涡轮机(1)具有回流通道(25)和内壳体(6)，所述内壳体成型并且设置成使得所述内壳体(6)连同所述中间隔板(7)的第三外表面区段(15)一起形成所述回流通道(25)，其中，在所述回流通道(25)中设有至少一个导向叶片(8)，所述导向叶片覆盖所述回流通道(25)，并且在所述导向叶片中，所述废气导出通道(16)从所述中间隔板(7)引导向所述内壳体(6)。

2.根据权利要求1所述的径流式涡轮机(1)，其中所述中间隔板(7)借助第二外表面区段(14)界定所述径向扩散通道(11)并且借助第三外表面区段(15)界定所述回流通道(25)，其中，所述第一外表面区段(13)沿径流式压缩机叶轮(5)的、所述径向扩散通道(11)的和所述转向通道(12)的彼此相继定向的主通流方向设置在所述第二外表面区段(14)和所述第三外表面区段(15)之间。

3.根据权利要求2所述的径流式涡轮机(1)，其中，所述废气导出通道(16)在所述第一外表面区段(13)和所述第三外表面区段(15)之间的过渡区域中通到所述转向通道(12)中。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的径流式涡轮机(1)，其中，在所述中间隔板(7)中的废气导出通道(16)在所述中间隔板(7)的轴线所位于的平面中延伸，并且相对所述中间隔板(7)的所述轴线朝向所述第三外表面区段(14)倾斜地设置。

5.根据权利要求1或2所述的径流式涡轮机(1)，其中所述径流式涡轮机具有竖直设置的旋转轴线，其中，所述径流式涡轮机的主通流方向从上向下延伸，所述径流式涡轮机具有压缩机级(2)，所述压缩机级(2)具有中间隔板(7)。

6.根据权利要求1所述的径流式涡轮机(1)，其中，所述废气导出通道(16)在所述导向叶片(8)中沿轴向方向(4)延伸。

7.根据权利要求6所述的径流式涡轮机(1)，其中，所述废气导出通道(16)设置在叶片断面弦(24)上并且设置在所述导向叶片(8)的最高断面厚度的区域中。

8.根据权利要求6所述的径流式涡轮机(1)，其中，在每个导向叶片(8)中并且与此相关联地在所述中间隔板(7)中设有所述废气导出通道(16)。