涡轮压缩器的回引几何特征构造和涡轮压缩器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种涡轮压缩器的回引几何特征构造和涡轮压缩器，该回引几何特征构造用于涡轮压缩器的第一和第二压缩器级的流动连接，其中，所述回引几何特征构造具有多个沿着周向方向均匀分配布置的、至少部分沿着周向方向走向的部分螺旋，该部分螺旋至少区段式地形成彼此分离地走向的用于第一和第二压缩器级的流动连接的流动通道。本实用新型专利技术的技术效果是，根据本实用新型专利技术的涡轮压缩器能够减小流动截断的风险并且最小化压力损失。

【技术实现步骤摘要】
涡轮压缩器的回引几何特征构造和涡轮压缩器
本技术涉及涡轮压缩器的回引几何特征构造和涡轮压缩器，该回引几何特征构造用于涡轮压缩器的第一和第二压缩器级的优化的流动连接。
技术介绍
从现有技术中已知用于连接在涡轮压缩器中的第一和第二压缩器级的解决方案，在其中，作为回引几何特征构造使用旋转对称的回引通道(也已知为所谓的“返回通道”)。它们在大多情况下包括被布置在第一压缩器级的压缩器工作轮后方的回引几何特征构造、180°弯头、在大多情况下设有导轮的径向的喷嘴和90°偏转部，以用于进入到后续的压缩器工作轮的区域中。相应的结构例如从公开文件EP3056741A1或EP2918848A1中已知。在从现有技术中已知的涡轮压缩器中，在第一压缩器级中的流动时产生不希望的涡旋。此外，进行到第二压缩器级中的流入是不均匀的。此外不利的是，在所设置的旋转对称的回引通道内的小的质量流中，能够导致不希望的流动截断此外在所述回引通道中的压力损失比较高。
技术实现思路
因此本技术所针对的任务在于，提供一种用于涡轮压缩器的回引几何特征构造，该涡轮压缩器减小所述流动截断的风险并且最小化压力损失。该任务通过以下特征组合来解决。根据本技术，建议涡轮压缩器的回引几何特征构造，该涡轮压缩器构造用于涡轮压缩器的第一和第二压缩器级的流动连接。所述回引几何特征构造具有多个沿着周向方向均匀或者不均匀分配布置的、至少部分沿着周向方向走向的部分螺旋，该部分螺旋至少区段式地形成彼此分离地走向的用于第一和第二压缩器级的流动连接的流动通道。在“回引几何特征构造”中包含语言部分“几何特征构造”，但是通过流动通道的构造方案确定所得到的流动线路。所述多个流动通道减小了每个单个的流动通道的流动横截面并且提供了进入到第二压缩器级中的较均匀的流入。此外，相对于单个的旋转对称的回引通道的每个单个的通道的尤其在径向方向上的最大的延伸宽度能够被增大，而在具有小的质量流量的运行点中会记录到大面积的流动截断或者回流。在一个有利的实施方式中设置的是，所述流动通道构造了多个彼此相继地布置的弯头，该弯头使得在第一和第二压缩器级之间的流动多次偏转。以这种方式可行的是，从在第一压缩器级中的所述涡轮压缩器的压缩器工作轮的径向的流出方向中，实现了所述第二压缩器级的压缩器工作轮的最佳的轴向的迎流。尤其有利的是回引几何特征构造的一种实施方案，在其中，所述流动通道的弯头把所述流动从径向的流出方向首先在第一轴向方向上向着第二压缩器级的方向传导并且接下来返回地在逆着所述流出方向的径向的流入方向上传导。还更有利的是这样的构造方案：在其中，在流动方向上观察流动通道的最后的弯头将所述流动紧接着所述流入方向而在第二轴向方向上传导，该第二轴向方向逆着所述第一轴向方向。所述第二轴向方向在此对应于所述第二压缩器级的压缩器工作轮的吸取方向，从而经过所述流动通道能够实现预限定地准确流入到所述第二压缩器级的压缩器工作轮的吸取区域。在此，所述弯头产生了各一个基本上90°偏转。分别按照涡轮压缩器的结构类型，所述第二压缩器级的压缩器工作轮能够布置在与前述压缩器级的压缩器工作轮相同的方向上，也即，在两个压缩器工作轮中的所述进入的方向是相同的。同样，两个压缩器工作轮也能够沿着反方向布置，也即，在推挪装置处的所谓的推挪(所述推挪主要在两级的涡轮压缩器中是有意义的)中，其中，第二压缩器级的例如构造为螺旋的流出几何特征构造和连接至其处的输出管能够引导通过在回引几何特征构造的单个的部分螺旋之间的区域。原则上，本技术不限于两级的涡轮压缩器，而是也能够应用到多级的实施方案。在回引几何特征构造的一个改型方案中设置的是，所述部分螺旋的流动通道从第一压缩器级的入口区域，尤其从第一压缩器级的工作轮的出口区域，向着第一压缩器级的出口区域，尤其向着第二压缩器级的工作轮的入口区域延伸，并且在所述出口区域中联合成为周向对称的总通道。所述总通道然后形成对于或进入到第二压缩器级中的流入。这点尤其有利地在一个实施方案中起作用，在其中，所述流动通道在流动方向上在沿着流动方向观察的最后的弯头之后(该弯头使得所述流动在第二轴向方向上传导)联合成为总通道。此外，回引几何特征构造的实施例的特征在于，所述单个的流动通道在向着总通道的过渡部中分别具有经弯曲的壁和/或经弯曲的涡旋支撑部。涡旋支撑部被构造用于给所述流动在进入到所述总通道时赋予预限定的涡旋，该涡旋通过所述第二压缩器级的压缩器轮有效地有利于所述吸取。为了辅助所述流动转向，在一个实施变型方案中如此地构造所述回引几何特征构造，即，使得相应形成在所述流动通道中的弯头(该弯头使得所述流动从所述径向的流出方向在第一轴向方向上向着第二压缩器级的方向偏转)具有各一个导向支撑件，该导向支撑件沿着相应的流动通道沿着径向方向向外并且在第一轴向方向上延伸。所述导向支撑件将所述相应的流动通道在一个有利的实施方案中在中部进行分隔，从而所述相应的流动通道的两个剩余的部分利用相同大小的质量流量来流动穿过。同样，在一个改型方案中设置的是，所述导向支撑件在所述回引几何特征构造的舌半径的径向外部延伸，也即相对于通过所述舌半径所形成的、所述相应的流动通道的入口，向着径向外部间隔。在流动技术方面还有利的是回引几何特征构造的一种实施方案，在其中，流动通道具有轴向区段，所述流动在第一轴向方向上向着第二压缩器级的方向传导到该轴向区段中，并且所述流动通道的轴向区段构造为扩散器。通过将相应的轴向区段构造为扩散器，减慢所述流动，减小摩擦损失并且构建静态的压力。所述回引几何特征构造的轴向区段有利地平行于涡轮压缩器的旋转轴线来走向。此外，有利的是回引几何特征构造的一种实施方案，在其中，所述流动通道具有能够配设给所述第一压缩器级的流入径向区段和能够配设给第二压缩器级的流出径向区段，在所述流动流体优选轴向地从所述回引几何特征构造中流出之前，它们分别在流入方向或在流出方向上传导。在流动技术方面，在此，这样的实施方案是有利的：在其中，所述流动通道在流出径向区段中关于其横截面在流动方向上变宽，从而所述流动的加速度在流出径向区段中被减小或甚至避免。回引几何特征构造的部分螺旋的流动通道在紧凑的实施方案中通过涡轮压缩器的中间盘壳来形成，其使得第一压缩器级从所述第二压缩器级分离。所述流动通道能够在所述中间盘壳的外周面中延伸。在一个改型方案中，所述部分螺旋的流动通道通过所述中间盘壳和涡轮压缩器壳来形成，其中，所述流动通道通过在中间盘壳的外表面和涡轮压缩器壳的内壁面之间的通道自由室形成。例如，所述流动通道在中间盘壳的外周面中分布并且被涡轮压缩器壳遮盖。在备选的实施方案中，所述涡轮压缩器壳和所述中间盘壳也能够以多件方式来构造。在回引几何特征构造的改型方案中设置的是，所述中间盘壳具有带有轴向开口半径R1的用于容纳所述第一压缩器级的压缩器工作轮的轴向开口，并且所述部分螺旋的流动通道从中间盘壳的舌半径R2起延伸。在此，所述舌半径以因数1.4-1.8大于所述轴向开口半径R1来确定。进一步的增大会蕴藏有待避免的流动截断的风险。在回引几何特征构造的一个实施变型方案中，所述部分螺旋在通过所述舌半径R2确定的所述流动通道的入口处以角a3＝60°-80°相对于径向平面在周向方向上走向地向着径向外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮压缩器的回引几何特征构造，其用于涡轮压缩器的第一和第二压缩器级的流动连接，其特征在于，所述回引几何特征构造具有多个沿着周向方向均匀或者不均匀分配布置的、至少部分沿着周向方向走向的部分螺旋，该部分螺旋至少区段式地形成彼此分离地走向的用于第一和第二压缩器级的流动连接的流动通道。

【技术特征摘要】
2017.06.27 DE 102017114232.01.一种涡轮压缩器的回引几何特征构造，其用于涡轮压缩器的第一和第二压缩器级的流动连接，其特征在于，所述回引几何特征构造具有多个沿着周向方向均匀或者不均匀分配布置的、至少部分沿着周向方向走向的部分螺旋，该部分螺旋至少区段式地形成彼此分离地走向的用于第一和第二压缩器级的流动连接的流动通道。2.根据权利要求1所述的回引几何特征构造，其特征在于，所述流动通道构造了多个彼此相继地布置的弯头，该弯头使得在第一和第二压缩器级之间的流动多次偏转。3.根据权利要求2所述的回引几何特征构造，其特征在于，所述流动通道的弯头把所述流动从径向的流出方向在第一轴向方向上向着第二压缩器级的方向传导并且接下来返回地在逆着所述流出方向的径向的流入方向上传导。4.根据权利要求3所述的回引几何特征构造，其特征在于，所述流动通道的弯头之一将所述流动紧接着相对于所述流入方向在第二轴向方向上传导，该第二轴向方向逆着所述第一轴向方向。5.根据前述权利要求中任一项所述的回引几何特征构造，其特征在于，所述流动通道从能够配设给第一压缩器级的入口区域，向着能够配设给第一压缩器级的出口区域延伸，并且在所述出口区域中联合成为周向对称的总通道。6.根据权利要求4所述的回引几何特征构造，其特征在于，所述流动通道在流动方向上在所述弯头之后联合成为总通道，该弯头使得所述流动在第二轴向方向上传导。7.根据权利要求6所述的回引几何特征构造，其特征在于，单个的所述流动通道在向着总通道的过渡部中分别具有经弯曲的壁或者经弯曲的涡旋支撑部，它们被构造用于给所述流动在进入到所述总通道中时赋予涡旋，从而所述流动在进入到第二压缩器级中的排口处具有预限定的涡旋。8.根据权利要求3或4所述的回引几何特征构造，其特征在于，相应形成在所述流动通道中的弯头具有各一个导向支撑件，该导向支撑件沿着相应的流动通道沿着径向方向向外并且在第一轴向方向上延伸，所述弯头使得所述流动从所述径向的流出方向在第一轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·恩格特，A·克洛斯特曼，D·康拉德，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE