流体机械和用于流体机械的导流元件制造技术

本发明专利技术涉及一种转子机器（1），具体是泵或涡轮机，其包括以可围绕旋转轴线（A）旋转的方式被布置在涡轮机器（1）的壳体（4）的转子区域（3）中的转子（2）。为了在流动流体（F）的流能量和机械旋转能之间交换能量，流体（F）可被供给到转子机器的壳体（4）中，使得流体可与转子（2）进行流体式接触从而交换能量，并且可再次从转子机器的壳体（4）中排出。根据本发明专利技术，沿转子（2）的圆周方向（U）围绕旋转轴线（A）延展的导流元件（5、51、52）被设置在转子区域（3）的内壁（31）和转子（2）之间的转子区域（3）中，从而使得可预定轴向宽度（B）的导流元件（5、51、52）包围转子（2）。本发明专利技术还涉及用于转子机器（1）的导流元件（5、51、52）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】流体机械和用于流体机械的导流元件本专利技术涉及流体机械，具体涉及栗或涡轮机，用于在流动流体的流能量和机械旋转能之间交换能量，并且涉及用于根据独立权利要求1和15的前序部分的这种流体机械的导流元件。与所有工业
相同，对理想操作、高可靠性、特别是低能耗有较高要求。在本申请的框架中，在一方面，流体机械(具体但非排他性地)被理解为本身已知用于栗送流体的栗，流体是诸如水、油、原油、尤其是可包括液态和/或气态和/或固态成分的多相混合物，或用于传送和/或栗送任意流体的其他机器。在另一方面，用于使流体由涡轮机操纵的任何其他种类的涡轮机也可被理解为根据本申请框架的流体机械。特别地，但不仅是用于回收和/或转化流动流体中固有的流能量的涡轮机。除其他之外，其典型例子是涡轮机，诸如已经在例如栗存储发电站用于以本身已知的方式回收存储的势能的使用很久的涡轮机。如本领域普通技术人员已知的，存在于这类应用中的过量电能由此经由栗以可通过过量的电能经由电动机驱动栗的方式被转化为可存储的势能，其中，栗将水例如从位置较低的河栗送到位置较高的水库，从而使得至少过量电能的最大部分以水的势能的形式存储在位置较高的水库中。当再次需要如此存储的电能时，经由涡轮机将其从较高位置水库再次供应到河中。对于这点，通过向下流入河中的水驱动涡轮机，该涡轮机继而再次驱动发电机，从而可再次回收电能。对于这点，本专利技术不受限于特定的栗类型或涡轮机类型。例如但非排他性地，本专利技术还涉及双流机，在本申请的框架中其可被理解为这种流体机械，即，在也常常被称作双吸栗的栗的情形中，其本质特征在于流体从两侧并且从两侧基本对称地被供应到栗的转子。通过类比，对于双流涡轮机，流体从两侧基本对称地被导引离开涡轮机的转子。对于这点，也常使用双转子，其具有可通过分离元件沿轴向方向互相分离的两组平行的转子叶片，但并非一定如此。这类双流机的重大优点在于作用在转子上、转子轴线上和以此方式在轴向轴承上的轴向供给基本由双侧对称的流体的流动和流出来补偿，并且不必通过需要精力和成本的措施来补偿。应该理解，任何其他类型的栗或涡轮机(例如各自具有多于一个转子的多级栗或涡轮机等)可被理解为本申请框架中的流体机械。栗送领域常用的栗类型是例如也常被称作离心栗的旋转栗。借助于图1以相当简化的方式示意性地图示了现有技术已知此栗类型的简单实施例。对此，应该注意到，涉及现有技术已知例子的特征的附图标记具有单引号，根据图1的已知例子就是这样。与这种附图标记不同，涉及根据本专利技术的实施例的特征的附图标记不具有单引号，图1a至图3c所示的实施例就是这样。此外，虽然事实上本专利技术绝非唯一地涉及旋转栗和/或离心栗，但将参照图1的旋转栗示例性地论述由本专利技术首次解决的现有技术中存在的问题。本领域普通技术人员容易理解，当栗作为涡轮机操作时(这指的是当流体沿相反方向被供应到流体机械时)，现有技术中存在的类似问题也随后可主要地存在于栗中，例如根据图1的旋转栗中。对此，对现有技术已知问题的以下说明不仅对于根据图1的栗是正确的，并且以类比方式对于其他栗类型以及其他类型的流体机械也是正确的，这也表示原则上对于涡轮机也是这样。图1的已知旋转栗，下文用附图标记I’表示，以根据相当简单的一般原理的本身已知的方式运作。流体F’，例如水，经由流体机械I’的入口通道(在本例子中为了清楚起见未明确示出)被导引到转子毂区域中的转子2’中，在本例子中这意味着被导引到旋转栗I’中。对于这点，转子2’关于旋转轴线A’可旋转地布置在流体机械I’的壳体4’的转子空间3’中。对于这点，通过电动机(同样未示出)经由旋转轴线A’以下述方式驱动旋转栗I’的转子2’，S卩，通过转子2’的快速旋转利用朝向转子2’的外缘并朝向转子空间3’的内壁31’方向的离心力径向向外地喷出流体F’，从而使得转子2’的至少部分机械旋转能被传递给流体F’，部分以流动能的形式，部分以压力能量的形式。经由出口通道9’，流体F’经由出口 91’以增加的压力和/或增加的流能量离开栗I’并被供应用于其他处理和/或用途。本领域普通技术人员容易理解，原则上旋转栗I’也可用作涡轮机，因为流体可通过图1的流体机械I’的出口 91’以可预定压力和/或可预定流能量沿相反方向经由转子空间3’从外侧经由外缘简单地供应到转子2’，并经由转子毂和未示出的入口通道再次被导引离开流体机械I’。这意味着，在纯功能方面，在栗送模式作为出口进行操作的流体机械的连接结构在涡轮机操作期间变成流体入口，从而使得在功能上通过逆转流体流使栗变为涡轮机，经由该逆转，在流过转子时，流过的流体的流能量可被转化为旋转能，之后，该旋转能可例如经由连接的发电机被转化为电能。对于这点，本领域普通技术人员已知在从栗操作转换为涡轮机操作(或相反)时必须采取的措施，例如，调整转子的转子叶片或长久已知的其他措施。根据示例性图1的流体机械现有技术或本领域普通技术人员已知的其他流体机械而众所周知的问题，无论它们现在是用作栗还是涡轮机，主要都是由在操作阶段旋转的转子2’、流动流体F’和壳体4’的转子空间3’的内壁31’之间的相互作用导致的。由于实际上转子2’因结构原因而未被内壁31’旋转对称地包围，因此沿朝向旋转轴线A’的方向沿周向方向U’朝向和/或远离转子2’定向的径向力不均匀。通常不能补偿此缺陷，由此转子空间3’例如关于旋转轴线A’(这意味着关于转子2’ )旋转对称地形成。如本领域普通技术人员熟知的，由于技术原因，在图1所示的转子2’和内壁31’之间沿周向方向U’的自由空间的不断压缩和/或伸展通常是必须必要的，以便均匀地获得栗送操作期间的足够的栗性能和涡轮机操作期间的足够的涡轮机性能。结果是，例如，当沿周向方向U’观看时，在转子2’的更靠近内壁31’的位置处，与转子2’相对于内壁31’具有更大间隔的不同位置相比，在操作状态下作用在转子2’上的力更大。对于处于操作状态的栗和涡轮机都是这样。当转子2’和内壁31’之间的间隔减小时，在操作状态下作用在转子2’上的力沿周向方向U’相应地增大。对于这点，入口唇缘L’附近的区域尤其关键，在该处，转子2’和内壁31’之间的间隔通常最小并且在离开转子2’的流体F’和经由出口通道9’流出的流体F’之间发生强烈的相互作用和/或影响。本领域普通技术人员知道对于涡轮机来说在唇缘L’区域中也存在类似的强烈相互作用。对于这点，不仅产生了各种强度的沿周向方向U’作用在转子2’上的静态力，而且产生了作用在转子2’处和/或内壁31’处的或多或少周期性的脉冲压力，这具有额外的破坏作用，诸如流体F’中的膨胀或湍流、作用在转子轴承处的可周期性地改变的破坏力等。这不仅导致沿周向方向U’作用在转子2’处，并因此作用在转子轴处和转子轴的轴承处的最不同的静态和动态力影响，这些部件由此受到永久性的损害，而且，由于流体F’中出现膨胀和湍流，导致流体F’中的严重内部摩擦损失和/或流动的膨胀流体F’与转子空间3’的内壁31’之间相互作用产生的不必要的摩擦损失，从而会显著降低这类流体机械I’的效率，并且因此对于栗来说会显著增加栗操作的电能消耗。替代性地，对于涡轮机，会显著降低可回收能量的效率，这在当今时代的经济方面和生态学方面都不再是可接受的。为此，本专利技术的目的是提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体机械，具体是一种泵或一种涡轮机，其包括转子（2），所述转子（2）围绕旋转轴线（A）可旋转地布置在所述流体机械的壳体（4）的转子空间（3）中，其中，为了在流动流体（F）的流动能和机械旋转能之间交换能量，所述流体（F）以其能够与所述转子（2）进行流动式接触以便交换能量的方式被供应到所述流体机械的所述壳体（4），并且能够再次被引导离开所述流体机械的所述壳体（4），其特征在于，围绕所述旋转轴线（A）沿所述转子（2）的周向方向（U）延展的导流元件（5、51、52）以这样的方式被设置在所述转子（2）和所述转子空间（3）的内壁（31）之间的所述转子空间（3）中，即所述转子（2）在可预定的轴向宽度（B）上被所述导流元件（5、51、52）包围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A罗德里古伊斯，
申请(专利权)人：苏尔寿管理有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH