[发明专利]涡轮压缩机及应用在审
申请号: | 201280041910.3 | 申请日: | 2012-08-28 |
公开(公告)号: | CN103917786A | 公开(公告)日: | 2014-07-09 |
发明(设计)人: | U.韦伦曼;M.弗里德尔;D.I.乌伦豪特 | 申请(专利权)人: | KSB股份公司 |
主分类号: | F04D17/12 | 分类号: | F04D17/12;F04D25/08;F04D29/58 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 陈浩然;谭祐祥 |
地址: | 德国弗*** | 国省代码: | 德国;DE |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 涡轮 压缩机 应用 | ||
技术领域
本发明涉及一种带有至少两个压缩器级(Verdichterstufe)的径向涡轮压缩机,其中,马达驱动压缩器级的径向工作轮,其布置在轴上,其中,马达和压缩器级布置在共同的壳体中且介质通过抽吸口进入壳体中,其中,介质的一部分被导引通过马达而另一部分流动经过马达,然后两个部分又被聚集在一起、被压缩且通过吹出口(Ausblasoeffnung)从壳体离开。
背景技术
为了输送气体可使用鼓风机或者压缩机。它们基于其结构及其应用领域相区别。与压缩机相比,鼓风机对于较高的输送流量来设计且仅产生较小的压力提升。
在文件DE 600 16 886 T2中说明了一种鼓风机,其用作空气泵且被用于给气垫、自行车轮胎或者游戏用球充气。由布置在由硬塑料构成的壳体中叶轮(Fluegelrad)来输送空气。
压缩机顾名思义针对气体的压缩来设计。在该过程期间,气体在相应的运行条件中也可占据超临界状态。根据本发明的涡轮压缩机优选地被用于输送二氧化碳。在压缩过程中,二氧化碳由气态过渡到超临界状态中,因为临界温度仅为31.0℃而二氧化碳具有比较低的仅73.8bar的临界压力。有时,二氧化碳在进入压缩机中之前已处于超临界。为了不仅包括气体而且包括超临界的流体,在本发明的范围中提及被压缩的介质。
压缩机可根据挤压原理(Verdr?ngungsprinzip)或者动力学原理工作。在挤压原理中压缩通过包围气体部分且接着减小气体部分的空间实现。根据挤压原理工作的压缩机例如是往复式活塞压缩机或者旋转式活塞压缩机。
而本发明涉及根据动力学原理工作的压缩机。在动力学原理中气体在工作轮中被极强地加速且通过在后置的扩散器中的减速被压缩。根据动力学原理工作的压缩机叫做涡轮压缩机。
涡轮压缩机划分成主要结构类型轴向涡轮压缩机和径向涡轮压缩机。在轴向涡轮压缩机中气体在平行于轴的方向上流过压缩机。
本发明涉及径向涡轮压缩机。气体在轴向上流到压缩器级的工作轮中且然后被离心力在喷嘴式变窄的工作轮间隙中径向向外加速。在工作轮周缘处气体以较大的速度离开工作轮间隙且流到扩散器中。在传统的径向涡轮压缩机中气体在最后的压缩器级之后通过垂直于转子轴线指向的压力接管(Druckstutzen)径向向外流出。
压缩器级由马达来驱动。电动机包括转子和定子。在本发明中转子和径向的工作轮布置在共同的轴上。
在现有技术中已知压缩器级和马达分别被自己的壳体围绕的实施方案,其中,马达轴被从马达壳体中引出且引入压缩器级壳体中。
而在本发明中马达和压缩器级布置在共同的壳体中。气体通过抽吸口进入壳体中。未压缩的介质首先流动经过壳体且然后被压缩。在经过压缩器级之后,介质通过吹出口从壳体离开。
在传统的径向涡轮压缩机中壳体经常水平地分开。在组装时将轴连同工作轮放置到壳体的下半部中。壳体的上半部包含抽吸接管和压力接管,其垂直向外模制在壳体的上半部处。然后将这两个半部组装在一起。通过垂直于轴的旋转轴线向外伸的接管来输入和输出介质。
涡轮压缩机常常必须被集成在机器体系(Maschinengeb?ude)内。在此大多要解决空间问题(由于布置大量其它仪器和机器)。此外必须确保涡轮压缩机的很大程度上无振动的运行,以便既不损坏机器本身也不损坏邻近的仪器。对此需要借助于轴向和径向轴承复杂地支承转子。为了补偿工作轮的轴向移位(Axialschub)需要复杂的支承结构。
在该技术背景下当前的涡轮压缩机设计成使得其由此具有紧凑的和稳定的结构形式并且以简单的和成本有利的方式补偿轴向移位,即吹出口在轴向上相对于轴的旋转轴线布置在中心。
介质在最后的压缩器级中首先流过径向工作轮且然后被导引到扩散器中。回引通道(Rueckfuehrkanal)将介质引导至轴向的吹出口。
与传统的涡轮压缩机相比,介质不是通过径向于轴布置的压力接管、而是通过轴向于轴的旋转轴线布置的吹出口离开壳体。壳体实施为紧凑的压力容器,其柱状外壳不具有妨碍的压力接管、而取而代之具有在压力容器的遮盖面处的吹出口。在本发明中所使用的联接法兰(Anschlussflansch)与垂直引离的压力接管相比非常稳定。
吹出口相对于轴轴向布置在中心导致,介质的排出压力在轴向上作为对出口侧的轴端部的反冲力(Rueckstoss)起作用。由此来补偿轴向移位。
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